問水都江堰

　　關于都江堰，相信絕大多數的中國人都不陌生，人們都知道，這是戰國時期，秦國的蜀郡太守李冰主持修建的一項著名的水利工程。筆者二十多年前曾去過都江堰，完全是旅游，加之太年輕，所以也沒看明白什么。這次為準備這期水利問題的專輯，讀到了周魁一先生所寫的關于都江堰的數篇文章，并在這些文章的引領下，又拜讀了譚徐明教授的《都江堰史》，才明白了原來都江堰蘊含著這么高的科學智慧，也意識到了這座舉世無雙的水利工程面臨著多么嚴重的現實威脅。在采訪周魁一先生時，曾當面向周先生請教都江堰水利工程的設計問題，周先生的講解專業，且淺顯易懂，仿佛上了一堂美妙的水利科學課，對都江堰更加神往。遂有此次都江堰之行，到現場再度體會中國古代先民那些偉大的智慧。
　　都江堰位于現在的四川省都江堰市，距成都市60公里左右，旁邊還有著名的道教旅游景區——青城山。如今，這里的廣告詞是“問道青城山，拜水都江堰”。而筆者天性駑鈍，對于宗教這類通往彼岸世界的人類精神活動向來缺少慧根，想不出來該問什么。倒是對于“水”這種老子評價為“幾近于道”的現實物質，產生了無休止的問題，故此文名之曰：問水都江堰。
　　
　　1 都江堰是什么
　　依筆者的理解，都江堰至少有兩層含義：第一，是項水利工程措施；第二，是一種中國古代的水利科學原理。要完整地理解都江堰的內容，必須把握住這兩個方面，缺一不可。
　　我們先從作為水利工程的都江堰說起。
　　發源于岷山的岷江一路挾沙裹石，奔騰南下，沿成都平原西部山地的內緣形成一道下切的河谷，一直流到四川樂山，又接納了大渡河、青衣江后繼續南下，在宜賓匯入長江，這是古老的岷江河道。都江堰水利工程，就是在岷江由青藏高原進入四川盆地的入口處，修建了一個人工的分流渠道的進水口即寶瓶口，通過寶瓶口，將一部分岷江水引流向東和東南，與成都平原有的河流、池塘構成一個完整的兼具灌溉與航運動能的水利體系。這條分流渠的總渠在都江堰這段稱之為內江，而岷江原有的古河道稱之為外江。之所以能通過一個分水渠道讓一部分岷江水改變方向，自流灌溉，是由天然地形條件決定的。成都平原位于四川盆地西部，青藏高原向四川盆地過渡的地帶，整個平原自西北向東南傾斜，西部山區海撥高達4000米，東南部只有400米，地面坡降從西北的8‰逐步過濾到3‰，利于自流灌溉和航運。①引出來的岷江水在古代時就能灌溉數百萬畝良田，在現代，1994年時，就超過了1000萬畝的水平。正是因為都江堰的修建，成都平原成了物產豐饒的天府之國。充沛的岷江來水曾讓成都平原河湖縱橫，所以，古人對此又有“陸海”即“陸地上的海洋”之稱。一條岷江能有這么大的水量嗎？有的，岷江雖然不算太長，只有711公里，但水量豐沛，年平均水量900億立方米，遠遠超過全長5000多公里的黃河，黃河干流的年平均水量只有560億立方米。②
　　乍看起來，都江堰的核心工程是寶瓶口，就是在河流左岸的玉壘山間鑿開一條水道，讓分流出來的岷江水由此改變方向，由向南流變為向東流，被鑿出來的這座新的小山頭被稱之為“離堆”，大概是“離開主山的石堆”之意，這條水道的工程量巨大，令人每每驚嘆于在沒有現代工程技術的先秦時代，古人是如何能完成如此巨大的工程量的。然而，這并不是都江堰的奧妙所在，因為問題遠不是分出一部分水來并讓其改道那么簡單。細追問下去，問題就來了，從岷江分多少水出來夠下游灌溉所用？怎么控制分水量？河流均有豐水期與枯水期，如何保證豐水期不受洪澇災害，枯水期仍有水灌溉？岷江上游是多地震帶，山巖松懈，故河水含砂石量較大，據研究，岷江上游攜帶的推移質（被水推著移動的石礫）平均年移量在150萬噸，河床上卵石粒徑一般為124—248毫米，最大的1000毫米。③那么，如何在這里攔下砂石，保證送到下游灌溉的只是清水？也就是說，都江堰解決的是水量調劑、防洪排沙等一系列的問題，而且，解決的手段之巧妙、思考之系統整體、對自然條件之充分利用都達到極致。
　　我們得花些筆墨把各個系統工程解釋清楚。
　　都江堰面向岷江來處的第一道工程叫魚嘴，這個工程的主要功能是分流和排沙，在這里，正面寬達350～700米的岷江被一分為二，一邊為右邊的內江（面向水流來的方向），一邊為左邊流向岷江古河道的外江。從直觀的觀察就能看到：內江窄，約100多米，外江寬，約200多米，內江深，外江淺。內江河段全線呈前寬后窄形，頭部魚嘴入水處寬約130～70米，而到寶瓶口，河道僅寬23～17米，出了寶瓶口又變寬了，正是由于這種形狀，此處才稱為寶瓶口。內江河道底部要比外江河道底部低2～3米以上(據現場導游介紹，未查到準確的