问水都江堰

　　关于都江堰，相信绝大多数的中国人都不陌生，人们都知道，这是战国时期，秦国的蜀郡太守李冰主持修建的一项著名的水利工程。笔者二十多年前曾去过都江堰，完全是旅游，加之太年轻，所以也没看明白什么。这次为准备这期水利问题的专辑，读到了周魁一先生所写的关于都江堰的数篇文章，并在这些文章的引领下，又拜读了谭徐明教授的《都江堰史》，才明白了原来都江堰蕴含着这么高的科学智慧，也意识到了这座举世无双的水利工程面临着多么严重的现实威胁。在采访周魁一先生时，曾当面向周先生请教都江堰水利工程的设计问题，周先生的讲解专业，且浅显易懂，仿佛上了一堂美妙的水利科学课，对都江堰更加神往。遂有此次都江堰之行，到现场再度体会中国古代先民那些伟大的智慧。
　　都江堰位于现在的四川省都江堰市，距成都市60公里左右，旁边还有著名的道教旅游景区——青城山。如今，这里的广告词是“问道青城山，拜水都江堰”。而笔者天性驽钝，对于宗教这类通往彼岸世界的人类精神活动向来缺少慧根，想不出来该问什么。倒是对于“水”这种老子评价为“几近于道”的现实物质，产生了无休止的问题，故此文名之曰：问水都江堰。
　　
　　1 都江堰是什么
　　依笔者的理解，都江堰至少有两层含义：第一，是项水利工程措施；第二，是一种中国古代的水利科学原理。要完整地理解都江堰的内容，必须把握住这两个方面，缺一不可。
　　我们先从作为水利工程的都江堰说起。
　　发源于岷山的岷江一路挟沙裹石，奔腾南下，沿成都平原西部山地的内缘形成一道下切的河谷，一直流到四川乐山，又接纳了大渡河、青衣江后继续南下，在宜宾汇入长江，这是古老的岷江河道。都江堰水利工程，就是在岷江由青藏高原进入四川盆地的入口处，修建了一个人工的分流渠道的进水口即宝瓶口，通过宝瓶口，将一部分岷江水引流向东和东南，与成都平原有的河流、池塘构成一个完整的兼具灌溉与航运动能的水利体系。这条分流渠的总渠在都江堰这段称之为内江，而岷江原有的古河道称之为外江。之所以能通过一个分水渠道让一部分岷江水改变方向，自流灌溉，是由天然地形条件决定的。成都平原位于四川盆地西部，青藏高原向四川盆地过渡的地带，整个平原自西北向东南倾斜，西部山区海拨高达4000米，东南部只有400米，地面坡降从西北的8‰逐步过滤到3‰，利于自流灌溉和航运。①引出来的岷江水在古代时就能灌溉数百万亩良田，在现代，1994年时，就超过了1000万亩的水平。正是因为都江堰的修建，成都平原成了物产丰饶的天府之国。充沛的岷江来水曾让成都平原河湖纵横，所以，古人对此又有“陆海”即“陆地上的海洋”之称。一条岷江能有这么大的水量吗？有的，岷江虽然不算太长，只有711公里，但水量丰沛，年平均水量900亿立方米，远远超过全长5000多公里的黄河，黄河干流的年平均水量只有560亿立方米。②
　　乍看起来，都江堰的核心工程是宝瓶口，就是在河流左岸的玉垒山间凿开一条水道，让分流出来的岷江水由此改变方向，由向南流变为向东流，被凿出来的这座新的小山头被称之为“离堆”，大概是“离开主山的石堆”之意，这条水道的工程量巨大，令人每每惊叹于在没有现代工程技术的先秦时代，古人是如何能完成如此巨大的工程量的。然而，这并不是都江堰的奥妙所在，因为问题远不是分出一部分水来并让其改道那么简单。细追问下去，问题就来了，从岷江分多少水出来够下游灌溉所用？怎么控制分水量？河流均有丰水期与枯水期，如何保证丰水期不受洪涝灾害，枯水期仍有水灌溉？岷江上游是多地震带，山岩松懈，故河水含砂石量较大，据研究，岷江上游携带的推移质（被水推着移动的石砾）平均年移量在150万吨，河床上卵石粒径一般为124—248毫米，最大的1000毫米。③那么，如何在这里拦下砂石，保证送到下游灌溉的只是清水？也就是说，都江堰解决的是水量调剂、防洪排沙等一系列的问题，而且，解决的手段之巧妙、思考之系统整体、对自然条件之充分利用都达到极致。
　　我们得花些笔墨把各个系统工程解释清楚。
　　都江堰面向岷江来处的第一道工程叫鱼嘴，这个工程的主要功能是分流和排沙，在这里，正面宽达350～700米的岷江被一分为二，一边为右边的内江（面向水流来的方向），一边为左边流向岷江古河道的外江。从直观的观察就能看到：内江窄，约100多米，外江宽，约200多米，内江深，外江浅。内江河段全线呈前宽后窄形，头部鱼嘴入水处宽约130～70米，而到宝瓶口，河道仅宽23～17米，出了宝瓶口又变宽了，正是由于这种形状，此处才称为宝瓶口。内江河道底部要比外江河道底部低2～3米以上(据现场导游介绍，未查到准确的