天府之国的明珠

    湔堋水利工程竣工后,从根本上减轻了岷江对大堰称作“都安大堰”威胁。都安大堰有如天府之国王冠上的一颗明珠,镶嵌在成都平原的顶端,它与下游灌区干渠网一道,组成了举世闻名的、后人称作都江堰的水利工程的整体。

    仔细分析这一工程的成功之处,人们不难发现,在设计上,设计者充分利用了岷江河道的地形条件和水利因素。

    岷江在上游处,由山区进入平原边缘地带。这一河段河床宽约180米,左岸有白沙河自东北来汇,汇流后至鱼嘴前河床宽约350米,在这以下约800米的河道内,河床宽约500—700米。此间,江水主流在中槽,左面形成边滩“盐井滩”,右边则是沙洲韩家坝;再向下江身又缩至300米左右,江东为玉垒山,江西为郭家山坡,基岩显露。因此,在这里修建湔堋枢纽水利工程设计,可收到水流归总,易统易分的效果,这也就是李冰所期望的理水,来水的水利功效。

    湔堋(都江堰渠首)工程设计的科学性,在实践的检验下日益明显地表现出来。随着岁月的流逝,许多与其同时代的建筑,在大自然的作用下或逐渐湮没无闻,或破损残缺,唯有这座经历了两千余年的古老都江堰,虽历经沧桑,却永葆青春活力,而且其水利功效发挥得愈来愈好,灌溉区域也越来越大,其中奥秘究竟何在呢?

    在进一步剖析工程设计的各个环节时,人们体会出它的独到之处。渠首工程的三大主体设施,即鱼嘴、飞沙偃、宝瓶口,彼此有机地结合成一体,共同形成了十分显著的整体水利效果。

    鱼嘴,像是一柄分水的宝剑,它在渠首顶端岷江江心处,把岷江劈分为二,两股水流各自顺内、外江河道下。由于其位置选择恰当,在分水的同时,可适当调节内外江分流的比例,从而适应灌溉引水与防洪两方面的需要。也正是由于其位置恰当,使外江发挥了显著的排沙作用。当岷江洪峰流量超过一定限度时,它前面的河心滩便被淹没,岷江主流便直冲外江。由于外江坡度大,河床宽阔,挟沙能力也就很强,故而被洪水冲下来的沙石,大都被江水中入外江水道,避免了内江因泥沙淤积而造成堵塞,以致妨碍防洪和灌溉。

    飞沙堰,人们总是把它比作溢洪排沙的宝轮。它属于分水堤工程的一部分。分水堤历史上有三道溢洪设施:平水槽、飞沙堰、人字堤,其中以飞沙堰的溢洪排沙功能最显著,这道设施是在李冰设计的基础上完善或发展而来的。飞沙堰,至唐代已臻完善,时称“侍郎堰”,因其排沙效果好,后人便称之为“飞沙堰”。

    飞沙堰的主要作用是溢洪和“飞沙”(排沙)。一般情况下,它的高度刚好保持在平时能分开内外江水流的程度,当水量大过宝瓶口的需求时,水流便从堰上溢出。它的排沙功能,前文已说过,是利用壅水时产生的强大的螺旋形回流的作用。其排沙方面最为让人惊叹的实例发生在1966年7月28日,当时正值岷江洪峰到来,洪水冲毁了二王庙处江岸浆砌卵石护堤,有三块巨大的砌石被水流卷走,通过宝轮作用,“飞”过飞沙堰,其中一块重逾两吨!由此可见飞沙堰飞沙能力之强。

    宝瓶口是控制进入平原地区水流的宝门,它一是引水,供内江下游支渠灌溉、漂木、航运以及人们生产、生活用水;二是与其他设施一道,联合运转,杜防洪水,使平原地区免遭水灾。

    纵鉴这三大主体工程设施,可称得上是珠联璧合的三宝,它们相辅相成,相得益彰,各自占据着最有利的地形,发挥出巨大的作用,这就是古老的都江堰能长期发挥其水利功效的重要原因所在。

    这三大主体工程设施的综合功效,人们精确地概括为:“分四六、平潦旱”。它的具体含义是:

    每逢耕作季节,内江下游灌区需水量很大,这时,岷江经鱼嘴分流、堤堰导向,其中六成左右的水被引入宝瓶口,从而保证了平原地区的用水需要;当夏秋雨季来临时,岷江水位猛涨,洪水经鱼嘴劈分,大量水流向东冲去,在坚硬的岩石阻挡下,折向而来,形成横流,直扑飞沙堰。由于宝瓶口处的壅水作用以及外江河道具有较大坡降,这时的飞沙堰不仅能让内江多余的水流从堰顶溢出,而且同时“飞沙”,大量的洪水,大约占上游总水量的六成,携带沙石,沿外江河道,向下宣泄,其余四成左右的水流,进入宝瓶口,流入平原。进入平原水流的水势已是大大削减,只有沿各支渠平缓流淌而不能肆虐横行。

    人们经过长期观测发现,都江堰渠首工程的这三大主体设施,的确能有效地控制洪水,按四、六(或六、四)的比例在雨季和旱季调节内外江水流,而且从没出现过差错。这一工程的设计修建,确实是一项巧夺天工的成就,它实现了人们涝旱从人的梦想。

    湔堋,即都江堰渠首工程,在设计和修建方面所表现出的科学性,前人彭洵在《灌县初稿》中予以高度概括:“盖江水急流,必须绶受,自虎头山下,足以撑双势趋向,南岸鱼嘴砥之北向,水势逐渐斗鸡台下,足壮如鸡距,激荡奔流,使之南堤,鱼嘴曲折缓复,复使之北,又有人字堤潆洄其势,其飞流直注象腹,灌入宝瓶口,象腹之北,复以水溺水,徐徐出山中,不致横击为患,然后折而东荡域下……此谓堰右检左者,固李公寄功,因地制宜之神思也。”

    “堰右检左”,是都江堰渠首枢纽平面布置的法则,堰右:以往多种文献记叙为“堰其右”,是指岷江上游下来的水流的右岸(即西岸),是泄洪排沙的“堰”;检左:以往也多记的“检其左”,检是控制之意,这是指岷江左岸(东岸)是宝瓶口这道引水控制机关。堰右检左的设计,正是李冰“因地制宜”所发挥出的“神思”,而正是设计中所包含的科学因素,保证了古老的都江堰得以长久地、最大限度地发挥其水利功效,永葆青春活力。