重要历史文物和现代水利枢纽双重身份的都江堰

第一节　重要历史文物和现代水利枢纽双重身份的都江堰

都江堰位于四川省都江堰市，岷江上游，是目前世界上唯一存留的以无坝引水为特征的古代水利工程。战国秦昭王时蜀郡守李冰借鉴前人的治水经验，与其子率众人兴建都江堰。他们巧妙地利用岷江出山口的特殊水文和地形特点，科学地解决了江水自动分流、自动排沙、控制灌溉需水量等问题，化水患为水利。都江堰的建成不仅使成都平原成为我国“水旱从人”的著名粮仓，它也是使成都平原被誉为“天府之国”的一项历时千载的惠民工程。

都江堰工程构思巧妙，功能协调，道法自然，是自然造化与人类智慧的完美结晶，具有很高的科技含量和深刻的文化内涵，堪称中国古代水利史上的瑰宝。作为我国最古老的水利工程之一，都江堰工程自建成以来已成功运行2200多年，该工程在农业灌溉、城镇和工业供水、生态和文物保护、防洪、旅游、发电、水产和养殖等各方面发挥着极其重要的作用，为川西平原的发展作出了巨大贡献。

关于都江堰工程至少存在两个值得我们反思的问题：其一，一般水利工程的寿命仅以百年计，而都江堰工程何以运行2000多年而不衰，其中的科学技术原理和工程哲学思想何在？其二，都江堰的定位与发展问题，都江堰既是历史文物，又是当前担负成都平原供水重任的水利枢纽，在这种双重身份下如何保护都江堰这一“活”文物，又如何根据成都平原社会经济发展的需要，不断发展完善都江堰，使其走上可持续发展的道路？保护都江堰是否真的不能变动其中的一草一木？本节拟从这两个问题入手对都江堰工程这一水利史上的奇迹进行解读。

一　都江堰工程：经久不衰的生命何在？

都江堰水利工程历经2000多年而不衰，但与其同期修建的郑国渠却早已湮没无存，灵渠也失去了它以航运为主的功能，甚至在科学技术和生产力水平与古代不可同日而语的现代三门峡工程，也出现了工程短期报废的情况，而都江堰工程却能不断发展，依然发挥着巨大的效益，叹服之余不能不令人深思。本节主要从科学原理、系统理论和社会因素等方面对都江堰工程经久不衰的生命力进行解释，可能不全面，但毕竟会有启示意义。

首先，从科学原理的角度讲，都江堰工程不但占据了优越的地理位置，还科学地运用了水流泥沙运动及河床演变的规律，整个工程的设计完全符合水利科学的原理。

岷江流至紫坪铺出关口后，地势由高山峡谷突变为平原，河床陡然开阔，水势趋缓，为都江堰渠首工程的建设提供了得天独厚的地理条件。此处位于呈扇形伸展的成都平原的顶部，海拔739米，是整个都江堰灌区的制高点。良好的地理位置，使都江堰既可扼制住刚出峡谷的岷江水势，使其不能直泻成都平原而引发洪水灾害，又可因地势高而控制整个都江堰灌区，造福川西大地，是设置渠首枢纽的最佳位置。

都江堰主要由鱼嘴、金刚堤、飞沙堰和宝瓶口等组成分流、排沙、引水枢纽，河势如图61所示。

图6－1　都江堰河势图

都江堰工程运行的科学原理如下：

(1)鱼嘴分流，都江堰内外江分流的自动调节功能是由鱼嘴以上河段的自然条件形成的。小水时水流坐弯，在关口右岸山嘴挑流的作用下，水流出关口后偏向左岸，并沿左岸弯道向下，到鱼嘴时主流仍然偏左，致使内江分流比大于50％。在洪水期，关口右岸山嘴的挑流作用减弱，韩家坝河心滩过流，水流趋直，到鱼嘴时主流正对外江，所以外江分流比大于50％。

(2)飞沙堰泄洪排沙。鱼嘴以下的内江河段在平面上为弯曲河道，坡陡流急，平均水面比降1.31‰，将产生强烈的弯道环流。表层水流的流速快，惯性大，主流指向凹岸，在凹岸边主流下潜，推动底部流速较小的水体流向凸岸，形成螺旋流。在弯道环流的作用下进入内江的卵石90％以上从飞沙堰排入外江。

(3)宝瓶口引水。宝瓶口是成都平原引水干渠的咽喉所在，为保障成都平原用水，在小流量时，飞沙堰不过流，进入内江的水流全部进入宝瓶口；在大洪水时，则希望宝瓶口尽量少分流，以利灌区防洪。宝瓶口的平均宽度20.4m，是飞沙堰的前沿宽度的十几分之一。洪水期的内江主流直冲离堆的凹形崖壁，主流反冲后形成的横向射流与宝瓶口的进水方向几乎成直角，极大地挤压了宝瓶口的有效过水面积，控制了宝瓶口的进流量，使进入内江的水流大部分从飞沙堰外泄，再加上人字堤的分洪作用，使得岷江洪水越大，宝瓶口的分流比越小。

都江堰工程所遵循的科学原理是该工程正常运行2000多年的根本保障，如果没有科学原理的支持，即使在现代生产力如此发达的时期，工程也难免于湮没报废，黄河三门峡工程的失败教训就是最典型的实例。三门峡工程于1954年4月开工，1961年6月建成运行。由于当初对黄河水流泥沙问题认识不足，致使整个工程设计不当。修建运行不到两年，就出现了严重的淤沙问题，导致渭河下游过洪能力降低，农田淹没，盐碱化面积增大，严重影响了关中平原的农业生产和人民生活。

其次，从系统的角度看，工程枢纽应该是一个有机的整体，只有各部分协调一致，才能发挥出应有的功效，同样，工程系统和自然系统也需要相互协调，只有这样才能既满足工程本身的需求而不断发展，又不至于因对周围环境造成灾难性破坏而最终使工程无存身之地。

都江堰工程的设计与维护即体现了系统工程的理念，工程的设计不但注重各部分所依赖的科学原理，而且重视各部分之间及工程与环境间的相互联系和协调，从天然地势的利用到鱼嘴分流分沙、飞沙堰泄洪排沙、宝瓶口引水，都是系统运行不可或缺的组成部分。一个有机的实体才会是一个有生命力的实体，工程枢纽也是如此，只有个体完美、整体协调，才能持续发展。

再次，从社会影响因素的角度讲，建设好的水利工程不是一劳永逸的，而需要合理的维护管理，对工程的重视程度和维护管理的科学性，是工程得以持续发展的又一重要因素。

都江堰工程是成都平原的重要水源工程，长期以来都是川西人民的生命线，历代治蜀者和灌区人民都非常重视对都江堰的管理与维护。在长期的治水实践中，总结出了“乘势利导，因时制宜”的治水原则和“三字经”、“六字诀”、“八字格言”等丰富的治水经验，创造出了杩槎、竹笼、羊圈、干砌卵石等传统工程技术，形成了具有都江堰特色的水利管理体制与制度。这些管理与维护措施不但遵循了水利科学的原理，还针对具体情况因时因地制宜，从而保证了都江堰工程在各个历史时期都保持着旺盛的生命力。

同为我国古代著名水利工程，广西新安县灵渠是秦统一六国后，为了向岭南用兵而修建的跨流域交通航道，也是我国历史上第一个大型的跨流域调水工程。建成2000余年来，成为岭南与中原地区的主要交通线路。到1936年和1941年，粤汉铁路和湘桂铁路相继通车，灵渠的航运功能被更为方便快捷的铁路运输所取代，因此逐渐停止。郑国渠也是同一时代修建的大型灌溉渠，对于秦国的强盛并统一中国有不可磨灭的功绩，但因其长期没有发展，逐步湮灭而失去了它的水利功能，成为仅供人们凭吊的历史文物。可见社会的需求与重视和科学完善的管理维护体制是工程持续发展的必要条件。

二　都江堰：发展中的水利工程还是凝固的文物？

都江堰创建于2200多年前，至今不衰，是重要水利工程与珍贵文物的结合体。都江堰是世界文化遗产，也是当前担负成都平原供水的枢纽工程，对都江堰的保护和发展意义重大。鉴于都江堰的双重身份，在工程保护中涉及能否改变工程布局与设施的争论。这很自然就引出了这样一个问题：如何对都江堰进行准确定位，是将其看做发展中的水利工程还是将其看做凝固的文物？对这一问题的正确回答不仅有利于有效保护都江堰文化遗产，对新时期都江堰的可持续发展也大有益处。

我国有两件举世闻名、历史悠久、最具代表性的文物。一是长城，一是都江堰。长城当时是为抵御外敌入侵修建的围墙，是战争与和平的代表；都江堰是人类和自然、洪水作斗争的产物，变水害为水利，为人类的生存和发展作出了贡献，是生存和发展的结晶，都江堰工程属于世界文化遗产，历史悠久，人文景观丰富，特别是以其无坝引水著称于世。不难看出，都江堰不仅是一个水利工程，它还是具有不可替代价值的古代文物，必须对其进行保护。

然而，如不顾及都江堰的特殊性，将都江堰一味地定位为不可改变的历史文物，片面地强调恢复历史景观，拆除外江临时闸和工业引水挡水闸而又无合理的替代措施，这就与水资源开发应满足国民经济可持续发展的趋势相背离了。都江堰是而且首先是一个水利工程，因此，不可避免地需要从水利工程的功能和效益来评价它。

随着社会的发展和经济建设需求的增加，都江堰从其功能、规模、工程建设等各个方面都在不断发展。如对景观改变较大的外江临时闸和工业引水挡水闸，从水利工程的角度看具有巨大的社会和经济效益。1954—1973年鱼嘴断面年平均流量477每秒立方米，宝瓶口年平均流量237每秒立方米，占岷江来流的49.7％；1974年外江闸运行后，到1985年，鱼嘴断面年平均流量454每秒立方米，宝瓶口年平均流量249每秒立方米，占岷江来流的54.8％，多引水5.1％，约7亿立方米。

从都江堰现在的作用来看，新中国建立以来都江堰灌溉面积由1949年的280万亩发展到1998年的1007万亩，包括成都平原和川中丘陵区成都、德阳、绵阳、遂宁、乐山、眉山和资阳7个市的37个县(区)、643个乡镇、8800个村，幅员面积21700平方千米，总人口1830万人，耕地1330万亩。规划毗河扩灌区581万亩，包括资阳市的资阳、乐至、安岳县，遂宁市的市中区，内江市的资中县5个县(区)以及成都市金堂县和资阳市简阳的部分灌区。它三穿龙泉山，灌区范围从原来的川西平原发展到最缺水的川中丘陵区。都江堰把岷江的水调到了沱江、涪江流域缺水区，实际上是跨流域、跨行政区划的调水工程。它除了供灌区1800多万人的生活用水外，还要满足灌区农业用水、工业用水和环境用水。

因此，都江堰作为历史文化遗产亦有一个跟随时代发展、满足社会需求的不断改进的过程，其真正的历史文化价值也正是体现在水利工程的巨大效益上，否则都江堰只能是一个凝固而无活力的历史文物。

事实上，从辩证法的角度看，世界是不断变化的，因此都江堰也不可能一成不变。都江堰是李冰领衔修建的，是治水前辈智慧的结晶。它工程布局合理，是人与自然、人与水和谐相处的典范；它尊重客观自然规律，充分利用山势布置了几个工程，道法自然。但现在都江堰的三大工程早就不是最初的三大工程了，都江堰从创建至今，经历代的改建、维修和完善，才具有现在的布局，鱼嘴、飞沙堰和宝瓶口三大主体工程也是不断发展变化的。

鱼嘴初建时位于今鱼嘴以上1650米的古白沙邮，元代更上移至距今鱼嘴约2000米的盐井关和水西关之间，而清乾隆年间又下移至今鱼嘴以下700米的虎头岩对面河心，上下变化近3000米。1936年在现位置修建浆砌条石鱼嘴，1974年重新加固，2002年维修时采用钢筋混凝土彻底整修。鱼嘴的结构有卵石竹笼、条石圬工、铁龟铁牛、浆砌条石，直至新修的钢筋混凝土工程。

飞沙堰长期与金刚堤上的平水槽共同承担内江的泄洪任务。如元代的石门、清代的湃水河，都是内江河段的旁侧泄洪水道，直至1962年封闭平水槽，加宽飞沙堰，沿用至今。飞沙堰的口门宽度和堰顶高度也是经长期实践，反复论证，直至1964年重修时才稳固下来的。

宝瓶口是在天然砾岩上开凿而成，形状不规则，为上大下小的梯形。1970年用混凝土加固。

为了保证灌区的供水，减少因竹笼杩杈冲毁而导致内江引水不足或杩杈拆除不及时而导致内江洪水灾害的发生，1973年修建了外江临时闸。为了提高灌溉用水的保证率和岁修期间成都的供水安全，1992年又在飞沙堰尾修建了工业引水挡水闸。两座闸的修建更加充分地发挥了都江堰水利工程的效益。

如上所述，三大工程中变化最大的是鱼嘴。从位置上讲，上下移动了近三公里，左右也移动了近百米，原先并不是现在这个位置；从材料上讲，原来是竹笼、卵石，后来是浆砌条石，现在演变为钢筋混凝土加强，在这中间还有铁龟、铁牛，也是变化的；从形状上讲，尖的、方的、圆的、龟状的、牛头状的，也有很大变化。飞沙堰的作用是排洪、飞沙，但是它的高度、材料、形状、宽度、长度也是变化的。

世界上没有一成不变的东西，都江堰的发展演变是“以万变应不变”。万变是根据需要变材料、变位置、变形状，而不变的是它的原理，是它的功能。都江堰是“活”文物，“活”体现在它的变化中，是它的生命力。都江堰之所以经久不衰，是由于它符合科学规律，道法自然，同时也离不开其以万变应不变，按照具体情况不断更新以适应不同条件的变化。都江堰的岁修等管理维护措施也是在改变都江堰的自然形态，但如果少了这种改变，都江堰恐怕早就湮没消失了。因此在新的社会条件下，要使都江堰持续发展，发挥更大的效益，就必须具有变化中求生存，改造中求发展，尊重自然规律，尊重科学的可持续发展理念。

要保护都江堰这一世界文化遗产，就需要保证其精髓的“不变”性，这一精髓体现在渠首枢纽工程所运用的科学原理上。而要继续发展，发挥更大的效益，使都江堰不致因止步不前而最终湮没消失，则要积极地诉诸各种有益的工程措施(“变”)。

都江堰不同于长城、故宫、兵马俑一类的世界文化遗产，它有其独特性。都江堰工程是“活文物”，与都江堰的伏龙观、二王庙、南桥等“死文物”应该区别对待。对于“死文物”，自然应该以“文物条例”和“遗产公约”中的相关条例加以保护，尽量还原其原有特点。但是，都江堰水利枢纽工程，其情形就有所不同。因为它在任何年代、任何时刻都是“正在使用的水利工程”，维系着川西、川中灌区数千万人民的生命财产安全和千万亩农田的灌溉。它不是“死文物”，所以从来都是由水利技术部门而非文物保护部门进行管理维护。

如果在都江堰保护与发展中生搬硬套各种条例规定，凡新的工程措施一概否定，置具体工程实际于不顾，则“保护”二字大约很难奏效，更不用提发展。如《世界文化遗产公约》中讲到保护：一是不能变更世界文化遗产的现状；二是如果由于某种原因遭到损坏，修复时必须用历史上使用的建筑材料以恢复文物本来的面貌。这两方面的规定，对于“死文物”伏龙观、二王庙、南桥一类的建筑物是必要的、可行的，但对目前正在使用中的都江堰工程设施，大约很难处理吧。倘若鱼嘴被洪水冲毁，修复时是采用历史上的竹笼杩槎、石条、铁件呢，还是采用钢筋混凝土？历史遗留下的都江堰水利工程，适应历史上的岷江自然生态；而时代变迁至今日，自然社会条件发生了翻天覆地的变化，如何还能以远古的方法来解决当前的实际呢？！我们要尊重历史，也要面对现实；要遵守公约，更应该尊重科学，只有这样才能推进都江堰向可持续的为民造福的方向发展。

三　结语

都江堰工程是我国古代水利史上的瑰宝，它历经2000多年的沧桑变化，仍然保持着旺盛的生命力，是水利工程建设史上的典范。都江堰的经久不衰可以从三个方面加以解释：首先，都江堰工程的设计因地制宜，道法自然，巧妙地应用了科学原理引水排沙，为工程的持续发展奠定了基础；其次，都江堰工程整体布局合理，局部工程设施间及工程与自然环境间相互协调，形成了有机的整体；再次，社会因素也是影响工程发展的重要原因，都江堰的重要地位使其在各个历史时期都能受到重视，而科学合理的维护管理制度，则使都江堰得以持续发展。

历史遗留给我们一个神话般的都江堰，现代人还要接受和延续这段神话。都江堰不同于一般历史文物，它具有历史文物和现代水利枢纽的双重身份，对都江堰的保护与发展应该充分考虑其特殊性，处理好“变”与“不变”的问题，以万变应不变，这样才能使都江堰适应时代需要，永葆活力，在新时代走上可持续发展的道路。