都江堰工程设计及其影响的思考

樊翠芳 邵雪春

摘 要：都江堰工程巧妙地利用了岷江的自然环境，比较合理地进行渠首建筑物的布局，施工、维修因地制宜，由此而发挥出它持久而巨大的效益。此外，在长期的历史实践中，都江堰工程积累了深厚的水利技术经验，并由此而形成了独特的都江堰治水文化。

关键词：都江堰;工程设计;治水文化

公元前256年，秦国蜀守李冰创建了长江流域水利开发的第一项巨大工程—都江堰。在建成2000余年后，都江堰至今仍在发挥着社会、经济与环境、生态等多种效益。

一、都江堰的设计

都江堰枢纽由鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口以及百丈堤、金刚堤、人字堤等部分组成，其中主要工程是鱼嘴、飞沙堰和宝瓶口三大部分。这些工程的位置、结构、尺寸、高低、长短、宽窄、方向、角度等的安排，与岷江河床走势、不同季节上游的来水来沙变化等相互结合，共同组成一个有机的、完善的整体，达到巧妙地引水、分水、泄洪、排沙等目的。

鱼嘴与其上游的百丈堤及其下游的内、外金刚堤联合作用，可自动将岷江上游的水流，按照丰水期“内四外六”、枯水期“外四内六”的比例，分引入灌区，其工作的原理，满足弯道水流“大水走直、小水走弯”的规律;而鱼嘴的位置，便是处于水流中泓线左右偏转的一个临界点上，这也是历史上鱼嘴位置屡有变迁的原因之一，目的就是要适应不同时期上游来水条件的变化。

飞沙堰位于内金刚堤与人字堤之间，其堰顶高程较这两堤为低，当内江水量超过需要时，水便会从堰顶溢入外江;同时，飞沙堰筑成微弯的形状，与其上游的内江河段形成一微弯的河道形态，水流挟带的泥沙在弯道环流作用下，从凸岸的飞沙堰顶翻出，进入外江。飞沙堰的工作原理符合弯道环流中凹冲凸淤的水沙运动规律，飞沙堰与宝瓶口的布局满足“凹岸引水，凸岸排沙”的条件。

宝瓶口是都江堰灌区的总取水口，也是都江堰枢纽中起控制引水量作用的工程，它与鱼嘴、飞沙堰巧妙配合，能自动稳定进入灌区的水量，以达到枯水期或枯水年保证成都平原的灌溉用水，丰水期或丰水年不致使灌区水量过多、泛滥成灾的目的。

以鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口为主的都江堰各组成部分，相互配合，相互作用，结成一个有机的整体，共同达到自动引水、自动分水、自动泄洪、自动排沙、定点沉沙等目的，完成该工程的多目标任务。它能有效而巧妙地把自然规律中的一些因素控制和调动起来，为我所用，达到最佳的工程效果。

二、科学设计的巨大作用

古往今来，一切水利工程，归根结底，不外乎为了控制、调度水沙，工程的关键性、工程的成败得失，都取决于此。在我国著名的古代水利工程中，有相当一部分是因为对泥沙问题的处理不当或失效，使工程最终毁于泥沙的淤积，尤其是黄河流域的工程更是如此。都江堰工程长盛不衰的重要原因之一，就是它有效地处理了泥沙问题。都江堰工程对泥沙的巧妙处理，是该工程科学性的一个极为重要的体现。都江堰所在的岷江河道由山谷进入平原，突然展开，水缓沙停;这里河道流量大，坡度陡，推移质泥沙多，如果处理不好，就会损坏工程，造成灾害。对此，历代人民在实践中不断探索水沙运动规律，把治水与治沙有机地结合起来，巧妙地解决了泥沙的定点沉积与排除问题。

三、都江堰的现实和文化意义

都江堰工程创建后，引发了强烈的社会历史效应。《史记·河渠书》记载：“蜀守冰凿离碓，辟沫水之害;穿二江成都之中，此渠皆可行舟。有余，则用溉浸，百姓飨其利。至于所过，往往引其水益用，溉田畴之渠以万亿计，然莫足数也。”可见，都江堰工程的创建，使此前旱潦频仍的成都平原一跃而成为“天府之国”。这足以表明都江堰的巨大作用及由此而产生的巨大社会效应。“天府之国”的出现，证明了都江堰灌区的水利开发对于全国社会政治与经济的重大意义。

都江堰工程的興建，使得成都平原不论是在分裂还是在统一时期，都是重要的经济中心。例如三国时期的蜀国，依靠都江堰灌区，一度与吴、魏抗衡，并且几度出兵中原，拥有相当坚实的兵力和物质储备。正是看到了灌区重要的经济地位，所以诸葛亮“以此堰农本，国之所资”，十分熏视对都江堰工程以及灌区的管理维护，“以征丁千二百人主护之，有堰官”。到了唐代，益州的繁富，与当时全国的经济名都扬州并驾齐驱，号称“扬一益二”。

四、都江堰的治水文化

都江堰工程2000余年技术经验的不断积累，维修管理制度的不断完善，以及灌区人民的不断参与，最终促进了都江堰治水文化的形成与发展。这一文化有如下几个重要的特征。

（一）长期的历史实践中产生发展

包括都江堰的工程结构、工程技术以及维修管理制度在内的一系列治水文化的因素，都是在实践中产生，又在实践中不断发展，遵循了“实践、认识、再实践、再认识”的一个由低级而高级的发展过程。实际上也是我国古代传统科学技术的特点。与西方近代以来的科学技术不同，我国古代科学技术不是对单个事物进行抽象的分析、演绎、推理等，而更多地侧重于对事物现象的观察、总结与理解，注重实际，注重实用，带有强烈的感性思维的特点。在技术上，表现为对方法与手段的不断修正与调整，使之逐渐接近真理。都江堰作为我国古代科技思想中系统观的具体产物，就是这种优势的一个实证。

（二）“天人合一”观念的具体表现

人类要生存发展，必须要顺应自然规律，然而如果一味地做自然的温顺的奴隶，人类又会失去其生存与发展的起码保障。“天人合一”是人与自然间关系的一种理想境界。都江堰工程既不修筑拦断岷江的堰坝，又不设立取水调水的控制闸门，在无任何人为干预（如开闸、引水、泄洪等）的情况下，能够自动地、自如地调配水量，枯水季节有足够的水量进入灌区，洪水季节又能将多余的水量排出外江，达到“分四六、平潦旱”的目的，使灌区内“水旱从人，时无凶年”。这是建立在对工程枢纽及灌区所在地自然环境、河道条件、地貌地质、水流泥沙等多种因素充分认识的基础之上的。更为重要的是，工程延绵2000余年，不仅没有对岷江河道、枢纽所在的周边地区以及灌区内产生任何生态与环境的负面效应，反而促进了整个成都平原生态效益、环境效益、社会效益、经济效益的进一步提高与协调发展。它是符合今天全球提倡的“人与自然和谐共处”、“可持续发展”等理念的楷模。

（三）奥妙与平凡集于一身

枢纽工程的布局、巧妙的水沙处理，蕴含着深刻的科学道理，然而这些道理，却是以浅显平凡的形式表现出来。长期积累的治水经验与技术规范，不是以深奥难懂的“规定”、“标准”等形式出现，而是以朗朗上口的都江堰“三字经”、治水“八字格言”等形式，一代代地口耳相传，使群众易于掌握与理解，从而深深地扎根于平民的土壤之中，这是保证都江堰工程长盛不衰的重要原因之一。都江堰工程的巨大经济效益，使灌区群众能自觉自愿地投入到历年的管理与维护之中，加之施工维护的技术规范与要求浅显易懂，施工技术易于掌握，使得都江堰工程不像有些古代大型水利工程一样，或因人力财力的局限、或因工程技术的局限而难以有效进行岁修维护，终于湮废。都江堰维修管理的实施手段是群众性的，在群众的主动参与下，代有更新，代有发展，连绵不绝，长盛不衰。

都江堰是中华民族智慧的结晶，是我国传统治水文化的一颗璀璨的明珠。它不仅是中华民族的财富，也是全人类共同的财富。