順應自然:“分四六,平潦旱”

　　1939年,第一部以現(xiàn)代化為目標的都江堰水利規(guī)劃《都江堰治本規(guī)劃》完成。這一改造方案當時就引起了不少質疑,來自水利科學發(fā)達的俄國、荷蘭、丹麥、法國等國的水利科學家、工程師,對改造方案基本是否定的。荷蘭普德利接受國民政府經(jīng)濟委員會的邀請考察都江堰后,闡述了他的觀點:“都江堰享數(shù)百萬畝灌溉之利,不可謂不優(yōu)且美矣。強為改作,或恐不及古人。”對渠首改造必須慎之又慎,已是中外水利科學家的共識。

　　自上世紀30年代開始,學界就從現(xiàn)代水利科學方面對都江堰進行論證和模型研究,它所包含的科學原理已被現(xiàn)代科學所證實。都江堰渠首工程的位置、結構、尺寸及方向的安排,與岷江出山口的河床走勢、地理環(huán)境、上游的水流、來沙條件相互作用,組成了協(xié)調一致的有機整體。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,共同完成自動分水、自動排沙、自動泄洪、控制引水的任務。

　　岷江從四川西北部高原地區(qū)急流直下,由西北端進入成都平原后突然地勢平坦,水流失去高山深谷的約束,同時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入樂山市,造成成都平原西部地區(qū)洪澇災害嚴重,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,占據(jù)成都平原的制高點。既是扼制岷江洪水的咽喉要害,又是控制平原地區(qū)灌溉用水的關鍵。

　　研究證明,都江堰成功最主要的經(jīng)驗就是工程的所有設計都順應自然。位于岷江江心的魚嘴把岷江分成內、外二江,內江為人工渠道,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)岷江主流直沖內江,把水自動分成內江六成,外江四成；而當洪水到來時,沙洲被淹沒,水流不再受河床彎道的制約,主流直奔外江,內外江的分水比例就變成內江四成,外江六成。由于非常巧妙又極其自然地利用地形地勢,都江堰自動完成了“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。把治水與治沙結合起來,是它一直運行暢通的重要保障。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江河道的淤積。

　　在玉壘山的虎頭巖上,有條沒有鑿通的鑿槽,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梯形引水口,這就是寶瓶口——都江堰灌區(qū)的總取水口。它起著束水壅水的作用,當上游來水過大時,寶瓶口就會使多余水量溢出飛沙堰,從而控制了進入灌區(qū)的水量,達到穩(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,歲歲安瀾。

　　都江堰,包括渠首工程和所有向成都平原延伸、展開的各級渠道都采用無壩引水,它們與天然河道一起在平原內構成了一個扇形的自流灌溉網(wǎng),完善了自然環(huán)境。修建都江堰獨創(chuàng)的四大傳統(tǒng)水工技術——竹籠、榪槎、羊圈、干砌卵石,把工程對環(huán)境的影響降到了最低。本地盛產(chǎn)的竹、木、卵石被廣泛應用于截流分水、筑堤護岸、搶險堵口,使水利施工就地取材并循環(huán)利用,能充分適應河道變化。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岸時還有利于落淤固灘,為河灘各類生物的生長繁衍提供較好的環(huán)境,使堤防產(chǎn)生較好的生態(tài)和景觀效果。”