水利奇蹟都江堰 秦國高科技工程(圖)

都江堰不會影響船隻往來，貨物可以自由通行運輸。（示意圖/圖片來源：Adobe Stock）

都江堰神奇的設計

鑿山引水

成都平原是中國西南部山區最大的平原，面積1.88萬平方公里。這裡是亞熱帶的氣候，土壤肥沃，是種糧食的好地方。在都江堰建成之前，西藏發源的水從山上衝下來時，被成都平原西部的玉壘山擋住，就在外面流入到了岷江。玉壘山雖然防止洪水衝入成都平原而變成汪洋大海，可是卻擋住了水流向成都平原北邊，讓這些地方沒有水，而成都平原南部呢？當岷江水稍微大一點，又洪水氾濫。怎麼辦呢？古人想到，在玉壘山這個地方開山引水，把岷江水向東引出一部分，這樣就保證北部有水灌溉，南部又因為北部的分水而不會洪水氾濫了。

玉壘山可是非常堅硬的，可不是想開就能開的。不過，這並不能難倒都江堰的設計師、戰國時代秦國水利工程專家李冰。

一開始開鑿時，開山的鐵釺子一砸下去就彎了，讓李冰很是頭疼。後來，一位石匠想出了一個好辦法：先在岩石上開一些槽線，再在槽線和天然的石縫裡填滿乾草樹板，將它們點燃，使岩石變得很熱，再潑上冷水，讓石頭自己爆裂開，這樣開鑿起來省勁多了。李冰肯定了這個辦法，讓大家幹起來，整個工地便燃起烈火，巨石的爆烈聲充斥著山谷，果然，開鑿的進度大大地加快了。巨石嶙峋的玉壘山終於被劈開，鑿開的山口，寬約20米，稱之為寶瓶口。其右側是一堆從玉壘山裡崩下的岩石，這就是有名的離堆。之後，李冰命人挖掘出一條20寬、40米深、80米長的引水河，將岷江水引出。

開山後，那麼接下來的任務就是分水和排沙。

雙重二八排沙

治水必先治沙，因為江水沖刷帶下來的泥沙如果不排走，那麼經過幾十年沉積下來，泥沙就又會堵死運河口了。

古人早就聰明地意識到水和沙石由於質量不同，所以在流過彎道時走的邊不同。在江水拐彎的地方，20%的泥沙順著河道外側走,這裡也叫內江，80%的泥沙則是順著河道內側走，這裡叫做外江，整個原理叫做二八排沙。如此一來，水帶下來的泥沙絕大部分順著岷江流走了。即使這樣，20%的沙石還是太多了，很快就會將寶瓶口和運河給塞上。

李冰發揮起了天才設計師的功力,李冰巧妙地在河水中心建造一個小島，叫金剛堤，金剛堤最前面叫魚嘴。這樣就又人工地增加了一個彎道。根據彎道泥沙二八分沙原理，外江20%的泥沙裡又有80%流入岷江，這樣真正流入運河方向的泥沙只有20%*20%=4%左右了，人工就可以清理了，是不是很妙啊？

但是這樣一來，流入寶瓶口的水不就太少了嗎？李冰又建造一個小島叫人字堤，在中間設計了一個低矮的堤壩，叫做飛沙堰，這個飛沙堰的設計真是絕妙，它既能蓄水又可排沙。

水量大時，水和泥沙就會漫過飛沙堰流入岷江，水小時泥沙就落在飛沙堰，還有一部分泥沙在飛沙堰和寶瓶口打轉，最終也會落在飛沙堰，不會堵住寶瓶口和運河。

四六分水

李冰胸有成竹，早勘測好了此地地勢西高東低，他利用此條件設計出了四六分水。剛剛提到的金剛堤、飛沙堰、人字堤又派上了用場。

內江河床低於外江，在冬、春枯水季節，岷江水位較低，分水堤讓約40%的江水流入外江，而60%的江水流入內江進入寶瓶口，保證了灌區的用水量。夏、秋洪水季節，岷江水位相對升高，分水堤又將60%的江水排入外江，40%的江水注入寶瓶口，這樣就保證不會造成洪水氾濫。

而飛沙堰呢，則保證在水小時，像一道堤壩擋住江水，讓水流入內江；而水大時，水流則可以沒過飛沙堰，流入外江。

深淘灘低做堰

每年冬季枯水期，不種地的時節，民眾把寶瓶口積累的泥沙挖掉，挖出的泥沙呢？可以堆積在飛沙堰上，因為江水的沖刷會使飛沙堰流失一部分沙石，正好用挖出的沙石補上，只是不要堆太高，低於金剛堤和人字堤就行了，這叫歲修。如果遇到戰亂時節，十數年不修也能維持使用。再有，都江堰還不會影響船隻往來，貨物可以自由通行運輸。而且每年春夏運行期間也不需要航運管理，像現代用電子系統監視控制，這麼精巧的設計，其智慧程度簡直可以說神啦。