偉大的古代水利工程

沈力

中國古代是一個以農立國的社會，歷朝歷代都把發展農業當作國家大事，尤其重視興建水利工程。勤勞智慧的中國人民，修建了無數大大小小的水利工程。千百年來，這些水利工程有的早已消失，有的屹立不倒，至今仍在關鍵時刻發揮著重要作用。

▲都江堰

四川有一句諺語叫“先有都江堰，后有天府之國”。作為世界上最早的無壩引水工程，都江堰自建成至今“勤勤懇懇”，將成都平原從水鄉澤國變成了天府之國。這項惠及后世之人2000多年的水利工程，奧秘主要體現在三個主體建筑上：魚嘴分水堤、寶瓶口及飛沙堰。

岷江在沖出山口之后，經魚嘴分水堤分成內江和外江。外江為主流，主要用于泄洪，內江水則通過寶瓶口引入灌區。平時，內江進水六成，外江進水四成。若遇洪水，這個比例自然倒轉，六成水排到外江，四成水進入內江。

飛沙堰是都江堰確保成都平原不受水災的關鍵。它的主要作用是當內江的水量超過寶瓶口流量上限時，多余的水便從飛沙堰自行溢出；如遭遇特大洪水，它還會自行潰堤，讓大量江水回歸岷江正流。其另一作用是“飛沙”。岷江從萬山叢中急馳而來，挾著大量泥沙、石塊，如果讓它們順內江而下，就會淤塞寶瓶口和灌區。飛沙堰可將上游來的泥沙和卵石，甚至重達千斤的巨石，拋入外江，確保內江通暢。

寶瓶口是玉壘山伸向岷江的山脊上鑿開的缺口，是人工鑿成控制內江進水的咽喉，起節制閘的作用。它與飛沙堰相互配合，聯合分水。

2000多年來，都江堰一直發揮著防洪灌溉的作用，至今灌區已有30余縣市、面積近千萬畝。

▲靈渠

秦始皇統一六國后，開始向嶺南用兵。要征服嶺南，必須先解決糧草運輸的問題。然而，在這無盡的南嶺群山當中，哪里能夠找到這條運糧的大路呢？于是，秦始皇決定開挖運河。這條對開疆拓土具有重要戰略意義的運河即為靈渠。

這項建于秦始皇三十三年（公元前214年）的水利工程，溝通了湘江和漓江，聯系著長江與珠江兩大水系，是中國古代連接中原與嶺南地區的交通大動脈。其主體工程由鏵嘴、大天平、小天平、南渠、北渠、泄水天平等部分組成。鏵嘴前銳后鈍，呈不等邊四邊形，正踞河心，水流經鏵嘴頂托向兩側分流，然后順大、小天平進入南北二渠。在正常情況下，上游來水經鏵嘴分水后，70%順大天平流入北渠，30%順小天平流入南渠，因而有“三分漓水七分湘”之說。枯水時節，鏵嘴與天平相配合，可保證南北通航所需的水量；洪水時節，多余的水可從天平頂自行溢出，泄入湘江，以避免洪水沖出南渠淹沒興安城。各項設施巧妙利用自然的條件和環境，構成了靈渠完整的水利樞紐系統，達到了“逆水而來順水去，卸帆似是掛帆時”的漕運效果。由此，秦軍的援兵和補給得以源源不斷運往前線，秦國的版圖擴大了將近一倍。

▲福壽溝

贛州地處贛江上游，是江西省的南大門。古城三面環水，東、西兩面分別毗鄰貢江和章江，北面正中為兩江匯合成贛江之處，整座城市呈一不規則四邊形。“水能載舟，亦能覆舟。”特殊的地理環境使這里成了以暴雨、洪水為主要自然災害的地區。

為解決這個問題，宋代知州劉彝主持并建造了一個縱橫交錯的排水系統——福壽溝。他根據贛州城的地勢，把城內的水池通過地下管道連通起來，組成了一個超大容量的蓄水池。這些排水管道建成后，可以分為兩大部分，恰好狀如篆體的“福”“壽”二字。這套地下排水系統因此得名“福壽溝”。

福壽溝的工作原理是：暴雨時節，一部分雨水由蓄水池吸納分流，另一部分被福壽溝“喝”下并通過排水口排到城外的章、貢二江。而且劉彝還在排水口建造了12個水窗，每個水窗分為4個部分：出水口處的外閘門、溝道的內閘門、進水口處的內閘門、調節池。當貢江水位高于城內水位時，可以借助江水的力量將水窗從外面封住，這樣江水就無法倒灌入城。而當城內水位高于貢江水位時，就可以借助積水的力量將水窗沖開，城內積水也會隨之排入貢江。這樣就如同安裝了12個單向閥門。如此一來，贛州城市內澇和江水倒灌的問題便得以解決。實際上，這就是現代“海綿城市”的雛形。

▲坎兒井

坎兒井早在《史記》中便有記載，時稱“井渠”。它是新疆干旱地區一種特殊的地下灌溉系統，主要集中分布在東部博格達山脈南麓的吐魯番和哈密兩個地區，至今已有2000多年的歷史，與萬里長城、京杭大運河并稱為中國古代三大工程。

坎兒井主要由人工開挖的豎井、具有一定縱坡的暗渠、地面輸水的明渠和儲水用的澇壩四部分組成。在挖坎兒井之前，需要有經驗的人先到上游考察地下水的埋藏地點和埋藏深度及地層走向，從而確定坎兒井集水一端的大致位置，然后從坎兒井的下游出水口開始挖。一般先挖一段地上輸水的明渠，然后向上游依次打若干豎井，一直挖到上游地下水埋藏的地方。最靠上游端的豎井是全線豎井中最深的一個，直插入地下水埋藏的潛水層，再從這里將前述暗渠打通，這樣地下水就會在重力作用下滲入暗渠管道內，一直流到坎兒井的下游出水口處，從而達到把地下水引至地面來灌溉田地的目的。

坎兒井的精妙之處在于水資源的利用率極高，由于采用地下引水的施工工藝，水分不會因為高溫和狂風而大量蒸發，這樣既保護了生態環境又減少了水土流失，讓素有“火洲”之稱的吐魯番地區奇跡般地成了一塊美麗的綠洲。

▲木蘭陂

莆田位于福建沿海的平原地帶，屬亞熱帶氣候，降水豐沛。木蘭溪兩岸的興化平原頻遭上游洪水的沖刷和下游海水的倒灌，而且海水和淡水的交匯線漂移不定，使得興化大地“只生蒲草，不長禾苗”。

木蘭陂始建于北宋治平元年，是一座集引、蓄、灌、排、擋等功能于一身的大型水利工程。整個木蘭陂工程分樞紐和配套設施兩部分。樞紐工程為陂身，由溢流堰、進水閘、沖沙閘、導流堤等組成，其中溢流堰為堰匣滾水式，設陂門32個，有陂墩29座，旱閉澇啟，這樣既阻擋了每日兩次上漲的咸潮，又攔蓄了寶貴的淡水資源。溢流堰的堰壩用數萬塊千斤重的花崗石疊砌而成。這些石塊互相銜接，極為牢固，經受900多年來無數次山洪的猛烈沖擊，至今仍然完好無損。

木蘭陂是我國東南濱海地區拒咸蓄淡灌溉工程的典范。它橫截溪流，拒海水于陂下，使溪水、海水得以分流，進而引溪水灌溉農田，興化平原也漸漸變成了魚米之鄉，沿岸種植的成片的荔枝使得莆田有了“荔城”的美譽。

▲京杭大運河

“運河”一詞最早見于《新唐書》，在此之前，這種人工修造的河道都被稱為“溝”“瀆”“渠”等。而京杭大運河北起北京，南達杭州，是將南北眾多水系的小運河一路串聯而成的巨型運河。它開掘于春秋時期，當時戰爭頻發，修建此河道多是為了戰爭考慮。隋朝統一全國后，為了溝通南北經濟，先后在已有邗溝、江南運河的基礎上，修建了通濟渠、永濟渠、廣通渠等河段，構成了以洛陽為中心的隋朝大運河。

大運河的取直，發生在元代。同樣出于對江南物產的需求，為了縮短航程，公元1282年，元世祖忽必烈下令重建大運河，在今天的山東、河北境內，翻修和連通了幾條河道，走“直線”接入南北兩端，使河道無須再繞道洛陽。這條棄“弓背”走“弓弦”的水道就是現在的京杭大運河，距離比原來縮短了700余公里。之后的明清兩朝，大運河上的漕運船只絡繹不絕，將南方的糧食運往京城，在大運河沿岸形成了揚州、蘇州、濟寧等全國性的商業中心。

作為世界上最長的運河，京杭大運河不僅是古代勞動人民智慧的結晶，更是中華文化的象征。從古至今，無論是社會、經濟還是文化方面，它都發揮著不可磨滅的作用。

我國水利工程建設歷史悠久，類似文章中這樣治水用水的案例還有很多。這些古老的水利工程順應自然，與環境有機結合，其考慮問題之周全、設計之巧妙，無不令人贊嘆。