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【科学记游】(原创) 水工明珠都江堰
5月13日,健康疗养团一行,自成都锦江水畔红屋顶出发,乘川大校车前往都江堰参观。 因为疗养团有学校水利工程系李教授同行,为了毕业设计和教学需要,他曾多次前来都江堰考察,对这项被誉为“世界水利文化鼻祖”的系统工程,推崇备至。这次故地重游,自认是义务导游。同车团员,一边欣赏成都平原的田园风光,一边聆听教授有理有据的义务“课前辅导”,不到两个小时,就见到了位于岷江中游的“水利工程明珠”。 岷江,发源于四川与甘肃交界的岷山南麓,是长江上游水量最大的一条支流,流经成都平原地区,又有多条来自山势险峻的边河,由右岸山间岭隙加入,每当雨季,岷江之水涨落迅猛,水势湍急。沿岸常年遭受水患。 为了征服岷江,变水害为水利,早就成为当时人们的迫切愿望。传说有多位蜀人都因治水不力而被罢官革职。直到战国末期,秦灭蜀国六、七十年后,李冰被任命为蜀郡守,这位战国时期著名的水利专家,精通天文地理,熟悉治水方法,经过他与儿子实地考察,总结前人治水经验教训,决定凿穿玉垒山把岷江水输往东边,以解决东旱西涝的灾害。于是,便组织民工,开展了造福千秋万代的巨大水利工程。 都江堰整个水利工程是由渠首和灌溉渠网两大系统组成。本次参观的部分渠首就建在长江主要支流闽江之中,包括“分水鱼嘴”、“飞沙堰”、“宝瓶口”三个主要工程。 由于我等事先已经了解到的整个工程来龙去脉,下车后首先去看“宝瓶口”。在宝瓶口的修建过程中, 由于当时还未发明火药,李冰便引火烧石,再往石壁上浇水使岩石爆裂,终于在玉垒山凿出了一个宽20米,高40米,长80米的山口。因其形状酷似瓶口,故取名“宝瓶口”,把开凿玉垒山分离出来的石块堆积起来称“离堆”。 打通了玉垒山,使岷江水能够畅通流向东边,减少西边的江水不再泛滥。同时,滔滔江水流入旱区,灌溉那里的沃野良田。这是治水患的关键环节,也是都江堰工程的第一步。 宝瓶口引水工程完成后,为了使岷江水能够顺利东流且保持一定的流量,并充分发挥宝瓶口的分洪和灌溉作用,修建者李冰在开凿完宝瓶口以后,又决定在岷江中修筑分水堰,将岷江水分为两支:一支顺江而下,另一支导流入宝瓶口。由于分水堰前端的形状好像一条鱼的头部,所以这部分水利工程被称为“鱼嘴”。 “鱼嘴”的建成,将上游奔流的江水一分为二:西边一支称为外江,它沿岷江主航道顺流而下;东边一支称为内江,引导其流入宝瓶口。由于内江窄而深,外江宽而浅,这样枯水季节水位较低,则60%的江水流入河床低的内江,保证了成都平原的生产生活用水;而当洪水来临,由于水位较高,于是60%的江水从江面较宽的外江排走。这种自动分配内外江水流量的设计,就是所谓的“四六分水”,即春灌期流入灌区的水为6:4;而洪涝期用以灌溉的水量为4:6。据李教授讲,这种精确的计算实施方法之谜,曾经有多少中外水利专家专心求解,但至今仍未解开。 为了进一步控制流入宝瓶口的水量,起到分洪和减灾的作用,防止灌溉区的水量忽大忽小、不能保持稳定的情况,李冰又在鱼嘴分水堤的尾部,靠着宝瓶口的地方,修建了分洪用的平水槽和溢洪道,这道水利工程因其有排除水中泥沙的功能,故取名“飞沙堰”。 飞沙堰采用竹笼装卵石的办法堆筑,堰顶做到比较合适的高度,起一种调节水量的作用。当内江水位过高的时候,洪水就经由平水槽漫过飞沙堰流入外江,使得进入宝瓶口的水量不致太大,保障内江灌溉区免遭水灾;同时,漫过飞沙堰流入外江的水流产生了游涡,由于离心作用,泥砂甚至是巨石都会被抛过飞沙堰,因此还可以有效地减少泥沙在宝瓶口周围的沉积。 正是有了水利工程系李教授的亲临指导,使得健康疗养团成员额外收获多多,而且还增加了许多有关水利专业知识。因此,感觉到都江堰的水特清,天特蓝,空气特新鲜。为了俯瞰整个工程全貌,疗养团集体搭乘跨双江空中索道,一览从鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口、以及视野远处的灌溉渠网,并联想到天府之国良田万倾的丰收景象。特留下一首《鹧鸪天•六字名言都江堰》,以资留念。
父子李冰兩代传,江河治理非等闲。 鱼嘴引进岷江水,瓶口开凿玉垒山。
低作堰,深淘滩,分洪防涝灌良田。 六字方略荫后世,科学秘诀万年鲜。
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