【科技文明探源】

    ◎本报记者 崔 爽

    约公元前100多年，汉王朝太史公司马迁受命撰写史书，行遍大江南北，当他驻足于水流迅疾的岷江之畔、离堆之上，一座工程深深地震撼了他。在《史记·河渠书》里，他为后世留下了关于都江堰最早的记载：“于蜀，冰凿离堆，辟沫水之害。”

    如今，这座工程已经2279岁了。它早已与岷江融为一体，湍急的江水被其“驯服”，化作大大小小的河流，润泽成都平原广袤沃土，灌溉面积超过一千万亩。

    作为世界上现存最古老、规模最大、维护最完整的灌溉工程之一，2000年1月，都江堰被联合国教科文组织列入世界文化遗产。这个唯一以水利为主题的世界文化遗产以它悠久的历史、独有的科学文化价值被永久保留和尊重。

    无坝引水工程的经典

    都江堰位于四川省成都市，据传由战国时期秦国蜀郡郡守李冰及其子于公元前256年主持始建。

    整个都江堰枢纽可分为渠首和灌溉水网两大系统，其中渠首包括分水工程“鱼嘴”、溢洪排沙工程“飞沙堰”、引水工程“宝瓶口”三大主体工程。

    “鱼嘴”因其形如鱼嘴而得名。它位于江心，把岷江分成内外二江。外江在西，又称“金马河”，是岷江正流，主要用于行洪；内江在东，是人工引水总干渠，主要用于灌溉，又称“灌江”。“鱼嘴”决定了内外江的分流比例，是整个都江堰工程的关键。

    内江取水口宽150米，外江取水口宽130米，利用地形、地势使江水在“鱼嘴”处按比例分流。春季水量小时，四成流入外江，六成流入内江，以保证春耕用水；春夏洪水期，水位抬高漫过“鱼嘴”，六成水流直奔外江，四成流入内江，使灌区免受水淹。这就是所谓“分四六，平潦旱”。此外，在古代还会使用杩槎（用来挡水的三脚木架）来人工改变内外两江的分流比例。

    “都江堰是中国古代无坝引水工程的经典，创造出与自然和谐共存的水利形式，是具有独特美学意境的水工建筑。”中国水利学会水利史研究会会长、中国水利水电科学研究院副总工程师谭徐明说。

    据她介绍，无坝引水是中国古代水利工程最基本的建筑形式，其主要特点是规划上的科学性，它充分利用河流水文以及地形特点布置工程设施，使之既满足引水或通航的需求，又不改变河流原有的自然特性。古代都江堰渠首及以下的各级渠道均为无坝引水的工程形式，与天然河道类似的渠系集灌溉、防洪、水运和城市供水等功能于一体。

    “都江堰利用岷江地形修筑，以最少的工程设施，实现了引水与水量的节制。”谭徐明说，渠首段河流的地形、河流水文和水力学特性与每一处工程设施的功用是协调运作的整体，共同决定了都江堰引水、排洪和排沙的能力。一方面河道地形决定了各工程设施的布置；另一方面通过工程措施可以保持河床地形的相对稳定，这体现了都江堰在规划方面的卓越成就。

    英国学者李约瑟曾在《四川——自由中国的心脏》中写到都江堰：“将超自然、实用、理性和浪漫因素结合起来，在这方面任何民族都不曾超过中国人。”

    传统中国的自然观

    在人类文明的进程中，水利活动始终扮演着重要角色。

    都江堰不仅是古代工程的奇迹，更是一座饱含中国水利技术、传统文化的博物馆。

    “中国水利工程的规划理念和技术内核少有征服自然的意识，其蕴含的生命力和文化的魅力来自于对自然与河流的尊重。”谭徐明说，都江堰也是“历史模型”，最具象地展示了成功的水利工程如何从尊重自然、利用自然中获益，其对社会和区域环境又有怎样的贡献。

    在都江堰的建设中，以石、木和竹为主的建筑材料和河工构件均直接源于自然，“这类因地制宜、就地取材的工程形式与河流环境融为一体，暗含着古代人水利规划与建筑形式的自然观。”谭徐明说。

    站在今天回望，我们该如何认识和理解都江堰？

    谭徐明给出她的解释：“我们的视野不应局限在水利工程本身的历史，而要将它与区域乃至国家的历史联系起来，放大到它所惠泽的成都平原去理解；同时也不应局限于都江堰的竹笼、杩槎之类的工程技术，而应从中领略传统水利的科学内涵，以及由它所创造出的水工美学的意境。”

    另外，认识都江堰，不能忽略都江堰独有的文化现象。“都江堰堪称世界上管理最好的古代水利工程，历史时期都江堰已经具有现代流域水资源一体化管理的机制，灌区管理还扩展到区域公共设施的管理。”谭徐明进一步解释，都江堰2000多年的延续是工程的延续，更是管理的延续，由水利的延续管理衍生出区域文化，“这个文化是非常实实在在的。”

    早在汉代，朝廷就已设官员专门对都江堰进行管理。明清时期在渠首所在地灌县设官署，行政长官明代为水利佥事，清代称水利同知。四川省、成都府及灌区各县则有专管官员，负责岁修和用水管理。

    在谭徐明看来，成都平原从都江堰这座伟大的工程获益长达2000多年，是古代哲人“天人合一”自然观的最好诠释，是对今人可持续发展理念的最好例证。从对江河的利用与改造，到水利工程的未来，都江堰留给后人的财富远远超越了工程本身。生于成都，长于成都，谭徐明对都江堰灌区十分熟悉，也充满感情，“都江堰造就了成都平原的河流，成都大大小小的河流都属于都江堰的水系。我家推开窗户就是一条小河，上面有拱桥。府河和南河（锦江）是我们游泳和端午看龙舟比赛的地方。”

    跨越时空的科学性

    2021年4月，中国人民银行发行“中国能工巧匠金银纪念币”，其中一枚5克金币以李冰和都江堰为题材，背面图案就是都江堰水利主体工程，并辅以文字“深淘滩、低作堰”。

    “深淘滩、低作堰”是刻在都江堰二王庙石壁上的治水“三字经”，与“遇弯截角、逢正抽心”的河工“八字诀”一起被奉为都江堰的传世准则。前者是古人从无数经验教训中凝练出的都江堰工程技术规范，后者则不仅适用于都江堰，而且是治理堆积性（增坡性）河流的普遍性法则，被后世遵循。

    “美国到1936年才从治理密西西比河下游的经验认识到截弯取直是正确的法则。在这以前，普遍认为取直后洪流将径奔下游，使下游流率增大，水位抬高，因而是不利的。殊不知当弯道和捷径同时存在下，两道并流，增加了河槽临时蓄水的容量，只会使下游洪水流率和水位减低。而我都江堰2200年前就已建立了这个治河法则。”我国著名水利工程专家黄万里在《论都江堰的科学价值与发展前途》中写道。

    从设计和建造开始，都江堰就没有被视作一劳永逸的工程。从一开始，都江堰便有了维护制度，被称为“岁修”。这是一项复杂的系统工程，必须要在每年极短的枯水期内完成。

    清末，西方现代建筑材料和技术传入中国，1935年，“鱼嘴”部分首先改用混凝土浇筑，这种永久性的工程结构让都江堰省去耗费人力的“岁修”，此后，“金刚堤”“鱼尾”“飞沙堰”陆续换掉了竹笼卵石材料，改为混凝土浇筑，古老的都江堰与现代建筑材料结合在一起。

    2018年，经国际灌溉委员会评定，都江堰被确认为世界灌溉工程遗产。

    据谭徐明介绍，中国目前有19处灌溉工程遗产，其中浙江有17处、四川有2处。“通过19项灌溉遗产的申报和保护，我们发现了很多以前不知道的水利工程，使很多濒于消亡的灌溉工程得到保护，使优秀的水利技术得到认识和传承，并且感受到中国水利工程的确文化深厚，认识到历史不只在教科书上，而是实实在在地存在于大地上。”谭徐明说，都江堰既是一座有着悠久历史意义的水利工程，又是一座自然造化与人工斧凿浑然天成的建筑物；其巨大效益延续至今，是人与自然和谐相处的水利工程的典范。