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中国古代水利工程都江堰的优缺点

时间:2012-04-04 21:43:20 点击:

今天的都江堰当然不是秦国李冰修建时的那个样子。自秦以后,都江堰屡经毁建,现在我们看到的都江堰,其鱼嘴和飞沙堰是19341936年间重建的,建国后又加以重修。因为1933825,岷江上游茂县叠溪发生了七级地震,地震造成的多个堰塞湖在109溃决,洪水冲毁了都江堰渠首工程,此后多次重建。非要稽古的话,今日都江堰宝瓶口的工程是战国时的真正遗迹,而自鱼嘴以下的各工程虽然代有重修,但结构原理与战国相差无几,工程设施、布置、建筑物的形制基本都没有大的改变。所变动的是鱼嘴的位置,清代时就往前移了数百米,现在仍是清代的位置,这可能是迁就河道冲淤变化所致。1974年和1991年分别在外江鱼嘴后近百米和飞沙堰后200多米处各修建了电动水闸,以加大内江流量,提高灌溉面积。

2200多年的历史纵深来看都江堰,或许我们可以总结出中国古代这一类型水利工程的优缺点。

先说其优点:

1、每次建设工程量小,建造成本低。除去李冰劈开宝瓶口的工程量较为巨大外,鱼嘴、飞沙堰、金刚堤的工程量并不算太大,且取材方便,用的石头就是河道内冲积下来的卵石加上周边出产的竹木。在当时完全是人工作业的情况,重建一次数月时间就够了。

2、在顺应河流的自然天性的条件下,对整个工程,包括整个灌区有着精细系统的设计,比如前文介绍的调水调沙的数量计算和调配方式,十分精妙,若得天成。

3、适应河道的天然形态,没有破坏水资源的自然循环和生态环境。都江堰为无坝引水设计,不影响河水中鱼类及其它生物的生存环境。在古代,堤、堰都是用卵石干砌工艺建成,就是在卵石之间没有不透水的粘结物,允许河水和坡面水入渗,使得堤防没有扬压力,对边坡稳定和地表水回归都有好处,在灌区上游河渠修筑干砌卵石堤防时,地下水能自由入渗,可以送到下游灌区回归渠道。都江堰有很多渠道,当宝瓶口断流后,到下游仍有几个或几十个流量。这就是干砌卵石渠道可利用回归水的好处。 够神奇的。现代都江堰堤堰多用浆砌卵石(即用水泥沙浆固定粘结起卵石),就没有了这些好处,虽然增加了堤堰的坚固性,降低了日常维护的频率。

再说其缺点

1、日常维护量较大,需每年维修。维修的内容一是清理河道内淤积的砂石,二是修补被水流冲坏的堤岸等。2、对上游来水的依赖性强,调节能力弱。都江堰建立的前提是岷江有充分的来水,只能分流不能蓄水,如果上游来水量小,小到连灌溉用水都不够的时候,它就没作用了。不像现在在上游修个水库,能蓄一定的水,有较大的调节作用。

3、没有对水能的综合利用概念,没有利用水能去发电。当然,这也是以现代的概念来看才存在的问题,中国古人没有电力概念与技术,所以不存在这个问题。但很多现代人轻视都江堰,甚至想在离其很近的地方修水库,让都江堰名存实亡,其主要的原因就是都江堰没有发电功能。

如果全面客观地看待都江堰优缺点的话,会发现,造就这些优缺点的共同原因还是中国古代建筑材料技术落后导致的,即中国古代没有水泥这种粘结卵石的材料。没有这种材料,就不能修太高的大坝,而不能修太高的大坝,就创造不出现代水库这样的水利工程,只能在易毁的低堰基础上思考对河水的控制与利用问题,于是就发展出了一套浑然天成的无坝引水技术。尽管中国有顺应自然的哲学理念,但这种理念并不是构成都江堰的全部原因(只是部分原因,如对水流的自动分配设计上),更主要的原因还是总体技术水平的落后(或者说缺少全面系统的科学)。从本质上看,都江堰是一个科学的工程,是人类科学活动的产物,而科学活动的本质就是人工对自然的挑战,因此,不能以清静无为的哲学观点理解都江堰工程中简陋的那一面。事实上,中国古人也一直在与时俱进,试图以更新的技术来改造都江堰,元、明、清三代就多次以砌石代替竹笼,以增加其坚固性,减少其日常维护工作量,而且大量使用铁,比如在料石之间,凿孔灌入铁汁锚固。李冰时代没那么多铁,自然不会使用这种方法,元、明、清以铁这种当时颇为“现代”的金属作为建堰材料,说明古人并非泥古不化,而是不断以新技术手段改造都江堰。如果那时中国人发明出了水泥,那么,可能早就修建水库大坝了。说这话的意思是想强调,并不是古人顺天应命的哲学理念造成了都江堰的这种状态,而是整体上科学技术还比较落后,他们只能在当时的材料和工艺条件限制下动脑子,才造出了这么富有智慧的都江堰。

作者:水缘网 录入:水缘网 来源:原创

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