水利工程
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发布时间：2022-04-23 15:37
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时间：2023-10-08 17:54
都江堰(Dujiang Weir) 位于四川省都江堰市境内岷江进入成都平原的起始段，引岷江水，灌溉成都平原的大型水利工程。晋代称都安大堰、湔堰，唐代又名楗尾堰，宋代始称都江堰。都江堰相沿2000多年，是现存世界上历史最长的无坝引水工程。
渠首枢纽的演变 都江堰创建于秦昭王末年(公元前256年～前251年)，秦蜀郡守李冰主持兴建。早期的都江堰记载甚略，《史记·河渠书》只记李冰“穿二江成都之中”。后人有许多推测，归结起来主要有2种：一为李冰开凿了进水口及修建引水渠道，将岷江水引入成都平原；一为根据现代地质调查，认为岷江原有1条支流，自都江堰市分出，流经成都平原，至新津归回岷江，李冰利用这里的地形条件凿宽进口，整治河道，增加进水量，这个进口即为都江堰永久性进水口，因形如瓶状而名“宝瓶口”。《华阳国志》记载李冰还在白沙邮(渠道上游约lkm处，今为镇)作三石人，立于水中“与江神要(约定)，水竭不至足，盛不没肩”。对水位流量关系有一定的认识，提出了利于下游用水的大致水位标准。据《史记·河渠书》的记载，早期的都江堰以航运为主，兼有灌溉效益，后来逐步演变成为以灌溉为主的水利工程。至迟在魏晋时，已具备分水、溢洪、引水三大主要工程设施的雏形。修筑在江心洲的湔堰(又称堋、金堤)将岷江一分为二，左侧河水经宝瓶口进入灌区，以湔堰的高度及宝瓶口的大小控制引水流量；汛期，堰有冲决，水流经决口归入岷江正流，又可作进一步的调节。唐代都江堰已经基本完善，成为由分水导流工程楗尾堰、溢流工程侍郎堰、引水工程宝瓶口三大工程为主体的无坝引水枢纽。宋元时称分水工程为象鼻，明清迄今又称鱼嘴，均因形似而得名。鱼嘴建在岷江江心洲滩脊顶端，长30m～50m，高8m～12m，低水位时分流人渠。清道光以后侍郎堰又有飞沙堰之名。飞沙堰为侧向溢流堰，高2m左右，宽150m～200m，低水位时壅水入宝瓶口，汛期堰顶溢流，特大洪水时允许冲决堰体，溢流量增大。都江堰各工程在布置上有较大的灵活性，总的来说，要顺应江心洲地形地势和河道冲淤的变化，但在具体布置时可以在一定的范围内根据灌区用水需要，尽可能合理选择分水鱼嘴位置、溢流堰位置和高度，并通过工程维修、河道疏浚等临时性工程措施加以稳定。现代的都江堰保持着清代以来的基本面貌，由分水工程鱼嘴，导流工程百丈堤、金刚堤，溢流堰工程飞沙堰、人字堤及引水工程宝瓶口组成(图1)。
最早记载都江堰工程结构的文献见于晋代，当时系用卵石堆筑。至迟在唐代都江堰工程结构已以竹笼工为主，木桩工用作建筑物加固和抗冲消能辅助工程。这类竹、木、石建筑材料一直延用到20世纪50年代。据清代史料记载，每年岁修需换竹笼1.3万余条，年需竹料170多万斤，其中以鱼嘴、飞沙堰用竹笼最多。竹笼易朽，需年年更换，加上每年巨大的河道疏浚量，工料、劳动力的征集成为历代当地老百姓的一大负担。古代都江堰多次工程结构的改造，在鱼嘴下功夫最多。元至元元年(1335年)佥四川廉访司事吉当普主持大修，改用石料修砌鱼嘴，又用铁1.6万斤铸铁龟，置于顶端，以铁柱固定于滩地上。明嘉靖二十九年(1550年)水利按察司佥事施千祥修砌石鱼嘴，顶端用铁6.7万斤铸成铁牛，“首合尾分，如人字形”，以保护鱼嘴。由于基础淘刷，这些工程运用时间不长。清光绪三年(1877年)四川总督丁宝桢主持大修，主要工程均改用石砌。鱼嘴前端仍采用竹笼、木桩，以保护基础不受淘刷。次年汛期，除鱼嘴外，其他工程均毁于洪水。新鱼嘴运用了13年，后人称作“新工鱼嘴”。1936年冬大修，总结了以往砌石鱼嘴成败经验，注意前端消能抗冲的基础改造。前端以羊圈、木桩、竹笼组成三重抗冲刷防护圈，基础铺以竹笼、枕木作为刚性结构与砂卵石地基间的过渡层。鱼嘴长31.4m，全高8.85m，其中过渡层厚3m。这个鱼嘴一直运用到1979年外江建闸，该砌石鱼嘴成为今鱼嘴的基础。20世纪60年代以来，都江堰的其他工程也逐渐改为浆砌石、钢筋混凝土等结构，大大减少了岁修工程量。
渠首及灌区的管理 出土文物汉代李冰石像表明，都江堰至迟在汉代已设官专门从事管 理。晋代蜀郡设有蜀渠都水行事、蜀渠平水、水部都督等官(从事灌溉管理的专官)。明代 设水利佥事，清朝设水利同知，均是从事渠首管理的行政*，在灌县有官署；灌区各县亦有相应官吏。古代称渠首为官堰，有国家管理机构，维修经费亦主要由国家拨发；灌区干支级渠道为民堰，由受益各县管理，经费在民间摊派。历史上都江堰因为战乱，管理废弛，工程失修，多次完全失去作用。但是，社会稍有平定，国家立即恢复对它的管理。
工程管理是都江堰管理的重要内容，其中又以岁修为主。岁修一般历时近半年，农历冬十月初断流开工，春三月底完工供水。清道光以前只限于内江一侧，道光时内外江均归入岁修范围。岁修的主要工作是更换各工程设施的竹笼、木桩，疏浚河道、渠道。渠首岁修范围一般自鱼嘴分水处至灌县境内各干渠进口段。《宋史·河渠志》记载当时宝瓶口段有水则作为施工和供水的标准。水则共10则，1则为宋尺1尺(约合今0.02cm)，刻于宝瓶口右侧离堆石壁上，要求侍郎堰底以4则为度，堰顶高以6则为准。水则则数既用来控制侍郎堰的修筑高度，又作为河道疏浚的标准，从而达到调节控制宝瓶口进水量的目的。明清以来仍以水则作为宝瓶口的水位计，又在飞沙堰对岸三道崖下设置标准台，上置铜标，与飞沙堰堰顶齐，台下河道中埋铁柱，铁柱所在的高程为疏浚后宝瓶口段的河底高程，控制标准较前严密。在工程管理方面历代许多经验被编成口诀流传至今，如：“遇弯截角，逢正抽心”，是河道整治方面的技术要领；“深淘滩、低作堰”，是对渠首或干渠级河道进口段河道整治、溢流堰修筑的技术要求。清同治、光绪时灌县知县胡圻把前人积累的经验编成“三字诀”，刻于都江堰左岸二王庙内，以示后人：“深淘滩，低作堰，六字旨，千秋鉴。挖河沙，堆堤岸。砌鱼嘴，安羊圈。立湃阙，留漏罐。笼编密，石装健。分四六，平潦旱。水画符，铁桩见。岁勤修，预防患。遵旧制，毋擅变。”概括了都江堰分水、溢流等工程设施和河道整治工程的施工技术，列出了渠首必设的水画符(水则)、铁桩、漏罐(涵洞)等水位观测、河道整治标准以及暗渠引水等工程设施。除岁修以外，还有抢修和大修。因为都江堰工程设施为临时性结构，抢修和大修只在特定情况下进行。抢修只限灌区水稻用水期间，溢流堰冲溃，直接影响宝瓶口进水时进行。大修多是渠首工程基本被毁，河道多年未认真疏滩，河道阻塞，供水不畅的情况下进行。近代有过3次大修：道光七年(1827年)，由水利同知强望泰主持；光绪三年(1877年)，由四川总督丁宝桢主持；1936年，由四川省水利局主持。
灌区的扩展 都江堰地处成都平原冲积扇的顶端，具有自流灌溉的良好条件，它的创建为后来成都平原水利的发展开辟了广阔的前景。西汉景帝末年(约公元前141年)蜀郡守文翁“穿湔江口，灌溉繁田千百顷”。繁县为今新繁镇。渠首在岷江支流湔水的出山口，下分若干支，东面几支人绵水、洛水(今沱江)，西面几支尾水人都江堰北干渠——蒲阳河，以后各代都有经营，称湔江堰，是都江堰灌区最早向东北扩展的一部分。东汉时开望川源，渠长20里，引水灌溉广都(今双流)一带，向西南丘陵一带扩展。唐代，成都地区水利工程兴建较多。唐玄宗开元二十三年(735年)在今双流、温江开渠，“通漕西山竹木”。玄宗天宝时(742年～755年)成都北郊重开万岁池，“筑堤积水溉田”。唐宣宗时(847年～859年)剑南西川节度使白敏中“以成都锦江为池，江之支纬城中，乃开金水河”。僖宗乾符时(874年～879年)西川节度使高骈修建成都西北郊的縻枣堰(今属都江堰东风渠灌区)。这些工程的兴建使成都北部浅丘地区灌溉，城市供排水、通航条件都有较大的改善。唐代都江堰灌区的范围与今都江堰内江灌区范围基本相同。以后历代都有扩展，但只限成都平原边缘地带。清乾隆六年(1741年)将在岷江右岸引水的沙沟堰、黑石堰并人都江堰管理，至此都江堰始分为内江和外江2个灌区，外江系岷江正流，内江指鱼嘴分出的左支。据1938年统计，内外江两大灌区总灌溉面积约300万亩，控制灌溉成都平原大部分耕地。除灌溉效益外，灌区水道兼有竹木筏运输、客货船运输等水运之利。此外，还具有城镇供排水、园林用水、防洪、水力利用等方面的功能。
中华人民共和国成立以后，都江堰的发展进入了新的阶段。自20世纪50年代至60年代末，渠首工程完成了由临时性工程结构向永久性工程结构的过渡；1974年在都江鱼嘴以右，岷江干流上修建外江闸。外江闸为开敞式拦河节制闸，全长104.4m，共分8孔，每孔净宽12m，当岷江为100年一遇洪峰流量7700m3/s时，泄洪量可达4130m3/s。这些工程的实施提高了都江堰控制调节能力，减少了渠首岁修工程量，为灌区的扩展创造了条件。
历史上都江堰灌区干支渠系进水口设施基本与渠首格局类似，即采用鱼嘴分水，湃阙(侧向溢流堰)溢洪的工程布置形式。20世纪50年代以来干支渠进水口相继建闸，同时对平原地区的渠道工程实施了全面改造，通过裁弯取直，整理各级渠系等措施，形成了水量调配比较合理的渠系工程，灌区的发展更加迅速。1952年开工兴建人民渠，在彭州市境内内江干河的蒲阳河上引水，干渠沿着成都平原边缘向川东北方向延伸；1956年修建东风干渠，在郫县境内内江干河的毗河和府河上引水，干渠为东南走向；1954年在外江干河沙沟河以西扩并外江水系九处民间小堰，新堰名三合堰，以沙沟河和岷江支流文井江为主要水源。此外，在成都平原南部新修了牧马山干渠，其中人民渠、东风渠分期实施。至60年代末成都平原自流灌溉面积达45.2万hm2。20世纪70年代以来，人民渠、东风渠分别穿过龙泉山北段和南段，向沱扛、涪江流域的川东北、川东南丘陵地带延伸，在这些地区修建了一批大中型水库，用以囤蓄汛期都江堰余水，拦截当地径流，成为川东北和川东南丘陵地区渠库串联、引蓄结合的新灌区。
