古代都江堰工程巧妙抗洪

本文來源:人民網

2004年大修都江堰工程

2000多年前,秦太守李冰修都江堰,沃野千裡的成都平原成為「水旱從人,不知飢饉」的天府之國。都江堰水利工程是全世界迄今為止,年代最久、唯一留存、仍在一直使用,以無壩引水為特征的宏大水利工程。

然而,在歷史的長河裡,都江堰並非一勞永逸的水利工程。它,也在歷朝歷代中,與洪流做斗爭。在斗爭中,都江堰變得越來越堅固,庇護著天府兒女。

今天,讓我們通過文獻資料和專家講述走近歷史,看看古代的都江堰是如何抗擊洪流的。

【元朝】

洪水多次沖毀都江堰 吉當普鑄1.6萬斤鐵龜鎮水

中國古代的四川官員,都上演過與水斗的故事。

元朝的一次洪水來襲,再次讓都江堰很受傷。為了治水,時任四川肅政廉訪使吉當普把都江堰的堰體由竹籠結構改為鐵石結構,對後世治堰產生巨大影響。那次改造都江堰,四川肅政廉訪使吉當普用鐵16000斤鑄成鐵龜,立於魚嘴鎮水。

工人們編織竹籠(1934年)

吉當普,蒙古族人。1334年,任四川肅政廉訪使。

吉當普到川後,很重視都江堰水利工程。他調研時了解到,都江堰歲修工程質量差,只有9個月就被洪水沖毀。當時,都江堰渠首歲修工程點多達132處,每年征調民兵勞力數百人,大修時最多達到1萬余人。

還規定每人服役70天,不服勞役的按日交納3串代役錢。如此一來,富者困於交錢,窮者困於出力,修堰官吏又多貪污。

為了解決農民負擔過重的問題,吉當普親自查勘訪問,得知歲修的要害達32處。於是,他與時任灌州判官張宏商議,設計砌石結構以改造渠首工程,增加其耐久性以減少歲修勞役負擔。

為了試驗砌石結構的可靠性,張宏還自己出錢在小河上作出了模型試驗。

1335年11月,吉當普主持的都江堰歷史上著名的特修開工。用了5個月時間,動員石工和鐵匠700人,木工250人,普工(包括軍工)3900人。開山取石百余萬條,用石灰6多斤,桐油3萬多斤,鐵65000斤,麻5000斤。耗用糧食1000余石,人工和材料費用共計49000串錢。

吉當普大膽改革工程結構,曾受到守舊勢力的阻撓與破壞,或決三洞之水以灌其次,或毀都江之石以壞其成。但吉當普不為所動,堅持完成了施工。

完工後,不但灌溉用水源得到了保證,而且設立了幾千處水力加工作坊。這次特修後,工程維持了40年,明代幾次大修改造,都以吉當普的方案為基本模式。

1936年洪水後的都江堰

或許,對都江堰水利工程有所了解的人都還記得,曾流傳過都江堰埋有鎮水鐵龜、鐵牛、三神石人等故事。傳說中的鐵龜確有其事,《都江堰志》記載,這個鐵龜正是由吉當普所鑄,重達16000斤。

該鐵龜置於砌石魚嘴上,以求鎮水。但是,因鐵龜魚嘴建築在砂卵石河床上,基礎被急流淘空,終被沖入洪流中不知所終。後來,歲修和大修都江堰期間,出土過不少文物,比如石人,但是鐵龜成了一個傳說,一個千古之謎。

2002年,都江堰曾請來專家,用探鐵儀器、紅外線等儀器在都江堰河床進行探測,試圖尋找鐵龜的蹤跡,但探測器一到河床到處都有鐵器反應,令專家無從下手。

文物專家蔣永志曾給出了一個觀點:鐵牛和鐵龜並不在魚嘴下游,而在上游。據他介紹,鐵牛和鐵龜非常重,按照重物在水流中活動的規律,越重的東西可能往上移而不是往下游移。因此,他認為這幾件寶物不可能在下游,而是在魚嘴上游。

【清朝】

特大洪災致都江堰工程「水毀」 丁寶楨官品被降三級

丁寶楨雕像

1878年,清光緒四年的第5月,都江堰遭遇連日大雨,岷江洪水暴發。

在洪災中,都江堰渠首各工程均遭到沖損。損失到底有多麼嚴重?

據《都江堰志》記載:金剛堤多處決口,人字堤、飛沙堰長一百三十丈的堤埂僅存石工三段。一段計長五丈五尺,一段只剩條石二層計長十四丈,一段計長十一丈五尺,灌縣城外護城底石也大半被沖去。

這場洪災,還給時任四川總督丁寶楨帶來了一場政治上的風波,導致他連降三級。

話說丁寶楨,乃貴州平遠(今織金縣)人氏,系晚清明臣。他為官做事重大義,知變通,重實效,約束部屬甚為嚴厲,為政清廉,官聲甚好。他57歲那年,受到慈禧皇太後和光緒皇帝的接見,慈禧還特為他寫了一幅字《國之寶楨》。

1876年10月,丁寶楨調任四川總督。次年,他組織了大修都江堰的工程。

大修前,丁寶楨注重調研,他與時任灌縣知縣陸葆德往返勘工十二次後,得出這樣的結論:都江堰用竹籠堤「歲修累甚」,擬修建成永久性的防洪堤。

說干說干,他向朝廷上奏請求撥款。這項工程,在朝廷的支持下,由丁寶楨主持、成綿龍茂道丁士彬、水利同知徐傳善、陸葆德共同督率開工了。

丁寶楨將都江堰分水魚嘴、內江仰天窩魚嘴、蒲柏河魚嘴和人字堤全部改用條石修砌。條石之間用鐵錠互相閂住,並用桐油、石灰、糯米汁嵌縫。

同時,還石砌堤岸一萬二千余丈,修建白馬槽、平水槽等導水、瀉水工程,疏淘內、外江干流及江安河入口段等被淤塞河道,挖河方四十多萬方,用竹籠一萬九千余條,花費銀一十二萬九千四百四十余兩。

他的運氣非常不好,次年,都江堰遭遇了一場特大洪災,他修的水利工程被洶湧的洪水沖毀。

那年,都江堰水利工程發揮不了作用,內江水流由決口直注外江,整個都江堰灌區下游缺水,一場「索水風潮」由此暴發。農民成群結隊到總督府上訪和鬧訪,要求丁寶楨給個說法。

時值洋務運動與守舊勢力爭斗,洋務派丁寶楨這裡出了事兒,給了守舊派之口實,紛紛上奏調查他。慈禧和光緒皇帝下令處理此事,當年十二月,軍機大臣恩承、童華受命抵川調查。

紛繁的人事糾葛,官場爭奪,對這次大修的意見各持一端。調查中,兩位大臣百般刁難。但丁寶楨的工程經受住了考驗,工程符合技術規范,也沒有查出貪腐問題。

當時規定,寶瓶口水劃超過16劃的洪水造成的水毀,乃因災害太大,人力所不能避免,不予追究;小於16劃的水毀,認為屬於工程質量問題,需要追究。而丁寶楨所遭遇的洪水,寶瓶口水劃已到22劃,達到了水劃的頂部。

據現代水利專家推測,當時岷江的涇流量在每秒4000至5000立方米之間。但最後,朝廷仍以「堰功敗於垂成,復蹈明之復轍(原文如此)」為由,將丁寶楨由一品頂戴降為三品頂戴,仍保留總督之職。

丁士彬、陸葆德也被革職留用,罰賠工銀2萬多兩。當年十一月,丁寶楨、丁士彬、陸葆德自備經費,再次興工修治,主要加固補建魚嘴,恢復堤堰竹籠結構,擴寬和疏浚河道,尤其著重於魚嘴以上岷江左側白馬槽段的河道疏浚工程,以加大外江過水能力,並在都江堰管理上作了調整,限定渠首歲修經費總數,免除了名用水州縣的攤派。

潰壩後民工們在做編竹籠的准備工作(1934年)

1886年,丁寶楨在成都因病去世,享年66歲。

丁寶楨大修都江堰水利工程蕩氣回腸的故事讓後人景仰。為了紀念他,灌縣人把魚嘴稱為「丁公魚嘴」。

【民國】

疊溪地震海子潰壩都江堰僅剩下「神仙墩」

時間推移至1933年,8月23日,茂汶縣疊溪發生了7.5級地震,疊溪鎮全面下陷,附近山岩崩塌,岩石橫斷岷江及支流,形成了10個地震湖。其中,岷江干流4個。

地震湖,古人稱為海子,現代人又稱之為堰塞湖。四川人應該不會忘記,2008年5月12日汶川地震形成的唐家山堰塞湖,對於下游群眾來說,無異於頭頂一大缸水,隨時都可能潑下來,時刻威脅著大家的生命與財產安全。

當然,那一年,現代人通過種種措施,讓堰塞湖的水安穩下來,並沒有造成災難。然而,疊溪地震那年,堰塞湖下游的人民卻沒有這麼幸運。

在岷江被堵45天後,一個小海子大壩潰決。積水一湧而下,岷江河道哪裡承受得了這麼大的洪流,造成下游特大洪災。10月10日,洪水進入都江堰。據紫坪鋪洪痕推算,相應洪峰流量約10200立方米每秒,是已知歷史上都江堰最大的一次洪水。

滾滾而下的洪流橫沖直撞,勢不可擋,沖毀了都江堰渠首的韓家壩、安瀾索橋,新工魚嘴、金剛堤、平水槽、飛沙堰、人字堤等水利工程。

灌縣天乙街、塔子壩、農壇灣、安順橋等處被淹,洪水毀橋30余座。灌縣境內死亡人數5000人以上。洪水退後,紅十字會等單位沿途撈屍717具。

都江堰渠首水利工程在此浩劫之下蕩然無存,唯索橋殘留一個橋墩,人稱「神仙墩」。

1933年疊溪海子潰壩後第四天情景(只剩一個橋墩,人們稱為「神仙墩」)

從1930年冬,萬縣人任重參加特修都江堰工程,次年工程竣工後,到成都水利知事公署工作。疊溪大地震次年,都江堰灌區又發生春旱。

四川善後督辦劉湘撥款12000元,任重作為工程技正與上校參謀郭雨中、無線電台台長朱明心等人,住在仍有余震的地震中心疊溪,督工疏導海子,及時完成了第一期疏導工程。

歷史上,都江堰水利工程多災多難,1935年,由條石砌築的都江堰渠首魚嘴被洪水沖毀。次年,時任四川省政府主席的劉湘撥款25萬元,還是派任重負責工程,將魚嘴位置西移了10米,並緊靠原索橋的橋墩。

網傳「抗洪神器」都江堰就用過

這個夏季,在朋友圈,一個歐洲某國的「抗洪神器」刷屏出現。隨著這個「神器」的橫空出世,在網絡空間,針對神器爆發了一波又一波的爭論。

人民日報官方微信報道,這個「神器」並不神氣,還原其真實身份,其實就是金屬擋板,類似產品在國內也有生產。接下來,人民日報還報道了另一個國產「抗洪神器」——能移動又能折疊的堵水牆。

華西都市報記者從都江堰管理局獲悉,該國「抗洪神器」的親戚金屬擋板,多年前都江堰就曾用過它攔水,並沒有傳說中的那麼神。至於堵水牆,在成都的府南河的橡膠壩就是其孿生「兄弟」。

人們從臨時搭建的榪槎上行走(1934年)

擋板兒:多年前都江堰用它攔水

提到網絡上人氣很旺的德國抗洪神器,都江堰渠首處處長吳平勇認為對此提法應該理性思考、客觀看待。他說,在滔滔洪災面前,不會有一用就靈的靈丹妙藥和神器。

他希望大家能剝開對這些所謂「神器」的過度包裝,把這種裝備還原它本來的面貌——我就是一塊金屬擋板兒。

「這種擋板兒,多年前都江堰就曾用過。」吳平勇說。用這種擋板擋水,都江堰早就用過,既用它攔水,也用它截流。

比如在1992年前都江堰尚沒有修建飛沙堰閘,每年冬修期間內江需要斷流維修,而內江是向成都市生活、生產輸水的骨干渠道,為保證向成都市生活、生產供水分秒不停。

就啟用1964年建的工業引水暗渠輸水,由工業引水暗渠從外江引水至內江渠系,但外江水量攔入飛沙堰壩面後無法引入暗渠,這時必須在飛沙堰壩面末端采取攔水措施,當時就用了92塊鋼筋砼擋板(板後加木支撐)相連組成一道攔水牆將水攔引入暗渠。

1992年建了工業引水臨時攔水閘後,由於水量可以調度自如,就不再用這種辦法了。2001年,蒲柏閘整治工程施工因為內江沒有斷流,當時采取了對蒲柏閘進行兩期施工的安排,就是用的鋼制擋水板搭建施工臨時圍堰。

堵水牆:錦江的橡膠壩是其孿生「兄弟」

在大家朋友圈被德國神器刷屏後,人民日報報道了另一個國產「抗洪神器」——能移動又能折疊的堵水牆。

吳平勇說,隨著科學和技術的進步,人們防洪的工程材料也處於不斷改進中,堵水牆就是一例。

據媒體報道,堵水牆是一條長長的黃白相間的帆布水袋,用鋼筋固定在壩頂,再用水泵從湖裡取水注入水袋裡,形成6米長、60釐米高的一堵水牆,用水來抵擋水。

關鍵時刻,比如哪個地方出現漫堤的險情或者決口比較小,就可以把這個移動折疊式的堵水牆搬到現場,立刻進行組裝、拼接、充水,10分鐘就能發揮擋水的作用,作用非常明顯。

這種「以柔克剛、以水治水」原理治水的工程措施也不鮮見,分布在成都府南河各處的橡膠壩就是其孿生「兄弟」。

只是橡膠壩充滿水後,橫著安置於河床上,如上游來水量小,河道水位低,就朝橡膠壩裡注水,讓它形成一個個攔水低壩,用以抬高水位,增加河道親水性,改善水環境,讓城市更加宜居。

一旦上游來水時增大,有洪災風險時,立即排掉橡膠壩中的水,還原河道斷面,讓來水奔流而下。而堵水牆是順河岸安裝在堤頂,相當於加高了堤壩,抬高了擋水位,增加了抵御洪水的能力。

不要迷戀神器,要「就地取材」

采訪中,作為水利方面的專業技術人員,吳平勇堅持自己的觀點:對於抗洪,我們不要迷戀所謂的「神器」。

他說,不可否認,各個地方由於洪水成因和地理因素不盡相同,抗洪的手段和材料可能會有所不同,但其原理都是一樣的。比如說,在都江堰,古代,人們把鵝卵石裝進竹籠,一條條投入岷江抗洪。

後來,隨著經濟發展和技術進步,人們把竹籠換成更為耐用的鉛絲籠、鋼絲網箱、鋼繩主動網、大體積的砼六面體異形體等等,目的都是讓投入江中的抗洪材料更不易被洪水沖走,還能跟隨地基情況發生變形,從而達到保護江堤或者封閉缺口的目的。

他還認為,即使出現了類似德國「神器」這類抗洪裝備,在實際應用過程中,也要考慮技術的可靠性和經濟的合理性,既要符合發生洪水的地域的水文氣象、地理環境、物料設備、技術水平,抗得住洪水襲擊,也要造價合理、便於生產,可以大量使用和裝備。

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