都江堰工程的科技元素

岷江是长江上游的一条大支流，发源于四川省西部，她的上游从地势陡峻的岷山丛岭中穿过，水流湍急，水中夹带着大量的石子、泥沙。再加上每年春末夏初天气转暖，岷江上游许多大山上的积雪消融，雪水从四面八方汇集到岷江中，水量剧增，很容易引发山洪。洪水一来，冲毁农田房舍，当地人民不得不扶老携幼逃荒谋生，逃避不及的常被洪水卷走。由于河道淤塞，洪水过后，许多地方又会闹旱灾，人们只好眼巴巴地望着田里的禾苗枯死。这样的旱涝灾害差不多年年都要发生，人民在痛苦的深渊中挣扎。

秦昭襄王五十一年（公元前256年），李冰任蜀郡太守，开始主持修筑都江堰。李冰父子和当地人民经过多年的艰苦探索和辛勤劳动，终于修成了一座能分洪减灾、灌溉农田的大堰——都江堰。都江堰位于成都平原西部灌县城西，正处在岷江由山谷进入冲积扇平原的起点上。它设计非常巧妙，堪称我国古代水利的杰作。

都江堰工程主要由三部分组成。第一部分是分水堰。它是在岷江江心卵石沉积的天然浅滩上，将江中卵石装进竹笼中修筑起来的。分水堰前端较尖，从远处看像一个大鱼嘴，故又叫分水鱼嘴。

第二部分是宝瓶口。它是引流灌溉并控制内江流量的咽喉。岷江水流原为其东岸玉垒山的一块大岩石挡住去路，每当山洪暴发，往往出现西边涝东边旱的情况。李冰在大岩石上开凿了一个人工进水口，以便将洪流分一股到山的东边去，这样既可分水减灾，还可引水灌田。

这个进水口因形似瓶口而得名宝瓶口。内江水通过宝瓶口后分为走马河、柏条河、蒲阳河等支流灌溉农田。被凿开的岩石孤立于内外江之间，就叫做“离堆”。

第三部分是飞沙堰。从分水鱼嘴到“离堆”之间用竹笼装石筑堤修成溢洪道，叫飞沙堰。飞沙堰比较低，当洪水太大时内江的水就溢出飞沙堰流到外江。这个办法既保证了内江灌溉内有水，又不会因水太大而泛滥成灾。李冰之后，历代又在原有基础上修建了其他一些辅助工程，使都江堰更加系统化、完善化。

在修建都江堰的过程中，李冰跋山涉水，对岷江沿岸的地形和水情作了详细的访问和考察，制订施工方案，想方设法解决施工中遇到的技术难题。在开凿玉垒山的时候，当地人民踊跃参加，可是由于岩石坚硬，大家苦干一天，所凿面积没有巴掌大，工具却损坏了不少。

有些人垂头丧气，想打退堂鼓。这时，一位满头银发的老人告诉大家，先在岩上开一些槽线，然后在岩石四周堆上干草和树枝，点火燃烧，使岩体受热，烧过后再用冷水浇，岩石就会自行破裂，开凿就省劲多了。李冰知道后，立即吩咐大家照此办理，工程的进度果然加快了。

后来，在修堤筑堰调节水流的时候，采用什么材料又成为一个难题。开始，人们把鹅卵石搬到江心，堆砌成一条堰。这样做，虽然能起到分洪作用，但过不了几天就被江水冲垮了。

李冰与乡亲们又改用大石块，但大石块在江心仍被洪流冲撞得摇摇晃晃，不能稳定下来，用大石块也不行。

为了解决这个问题，李冰父子又约同几位老乡，去岷江上游察看水情。他们沿途看到山上到处长着碗口粗细的竹子，许多住房就用竹子做梁做柱，家用器具大都用篾片编成。他们又看见山溪里放着一些竹笼，里面泡着要洗的东西。溪水虽然很急，但竹笼却冲不走，妇女们欢快地在那里洗衣服。这些现象，使李冰联想到把竹子编成笼装卵石来筑堰。

李冰的这一想法是很有道理的。成都平原因为是冲积地带，地面很松软。如果用鹅卵石直接堆砌，松散的卵石经不起水的冲击；如果用大石块筑堰，地面不能负荷，往往下沉或使堰体断裂。笼装卵石，层叠堆垛，互相连接，可以消除堤埂断裂的缺陷，而且卵石之间有适当空隙，可使水缓慢渗出，减少洪水的直接压力，也就减少了堤堰崩溃的危险。

李冰向大家说明了这个打算后，大家都觉得这个办法既巧妙又合理，也易于办到。于是大家编好一批竹笼，装进鹅卵石进行了实验。

实验最终成功，加长加粗的竹笼投进急流里，非常稳当，水一点也冲不动。竹笼之法，后来在都江堰工程中普遍采用，发挥了很大作用，人们用它筑成了拦水坝、护堤岸、分水堤、分水鱼嘴等。

都江堰工程设计巧妙合理，建成后一直发挥着分洪减灾和引水溉田两大作用，为成都平原带来了繁荣和兴盛，人们对此大加称颂。《水经注·江水》引《益州记》中的话说，成都平原一带“水旱从人，不知饥馑，沃野千里，世号陆海，谓之天府”。现代著名散文家余秋雨也说：“我以为，中国历史上最激动人心的工程不是长城，而是都江堰……有了它，旱涝无常的四川平原成了天府之国，每当我们民族有了重大灾难，天府之国总是沉着地提供庇护和濡养。因此，可以毫不夸张地说，它永久性灌溉了中华民族。”修建都江堰，为民造福的李冰父子，后来也成为人们心目中的英雄，受到后人世代祭祀和永久纪念。

（《粮油市场报》）