到過(guò)四川都江堰的人，跟著導(dǎo)游走馬觀花，聽(tīng)完講解，還是一頭霧水。

都江堰水利工程平面圖

01

修都江堰干什么用？——劈開(kāi)玉壘山，引得岷江水

都江堰2000多年前就建成了，絕對(duì)是奇跡，很偉大，但是李冰和他的兒子李二郎當(dāng)時(shí)修它卻不是沖著偉大去的，而是有兩個(gè)實(shí)在的困難急需解決。啥困難呢？小孩沒(méi)娘，說(shuō)起來(lái)話長(zhǎng)。先看地勢(shì)，西高東低。四川盆地西北部是成都平原，再往西是岷山，終年積雪，岷江就發(fā)源于此，向東流經(jīng)都江堰，都江堰就坐落在山地與盆地交界的地方。

都江堰的地理位置

遠(yuǎn)在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，這里連年災(zāi)荒，不是澇，就是旱。當(dāng)時(shí)的郡守李冰決定沿著岷江往上游找原因。結(jié)果他發(fā)現(xiàn)岷江上游坡大水急，到了都江堰，江水沖出山谷，地勢(shì)變平，河床開(kāi)闊，上游沖下來(lái)的泥沙石塊很快沉下來(lái)，淤積河道，抬高河床。第一個(gè)困難就來(lái)了。到了夏秋季節(jié)，積雪大量融化，江水增多，到了都江堰這里，淤塞的河道裝不下，就漫過(guò)江岸，造成洪澇災(zāi)害。第二個(gè)困難就更不可思議了，靠水吃不上水。岷江原來(lái)向東流到都江堰這里，海拔700多米，突然大轉(zhuǎn)彎往南流，因?yàn)檫@有座玉壘山，擋住了江水東去的路。玉壘山往東就是廣袤的成都平原，海拔只有500來(lái)米。由于玉壘山的阻隔，成都平原眼巴巴地抬頭望著岷江卻用不上水，因此干旱。

玉壘山讓岷江轉(zhuǎn)向南

怎么辦？要想成功得先有個(gè)兒子。開(kāi)玩笑啦。李冰和他兒子首先想到的是劈開(kāi)玉壘山，引得岷江水。這事放到現(xiàn)在，基建狂魔根本不放在眼里，可那是2000多年前呀，沒(méi)有火藥，完全靠人力斧敲錘鑿，還不得猴年馬月呀。事情要是不順利，那就是瘸驢碰破磨；要是順起來(lái)，那就是干柴遇烈火。別說(shuō)李冰就是個(gè)奇才，真想到了干柴烈火。先在巖石中間鑿一個(gè)深槽，放進(jìn)大量干柴，點(diǎn)火。不久石頭就被燒得發(fā)紅、膨脹，趁此機(jī)會(huì)趕緊把冰涼的江水澆到石頭上，石頭熱脹冷縮，就會(huì)裂開(kāi)。這法一用，從30年縮短到8年，愣是把玉壘山鑿開(kāi)一個(gè)二十米寬、四十米高，八十米長(zhǎng)的大口子，就像酒瓶的開(kāi)口，這就是“寶瓶口”，岷江水經(jīng)過(guò)寶瓶口源源不斷地流向成都平原。

寶瓶口（從上游望向下游，遠(yuǎn)處左邊是寶瓶口，右邊是離堆）

寶瓶口（從下游望向上游，遠(yuǎn)處是內(nèi)江）

寶瓶口下游的成都平原水系

鑿開(kāi)玉壘山，就完事了嗎？定量取水和防洪排沙更精彩，咱們接著聊。

02

都江堰怎么起作用？——“四六分水”和“二八分沙”

上一段咱們聊透了都江堰工程主要就是為了引岷江水灌溉成都平原，需要鑿開(kāi)玉壘山形成寶瓶口，岷江到了都江堰，一部分水從寶瓶口流出，但是流量不穩(wěn)定，而且泥沙含量多。這一段咱就聊聊都江堰的又一杰作——“四六分水”和“二八分沙”。李冰父子在燒石開(kāi)山的偉大創(chuàng)舉之后，又創(chuàng)造了一個(gè)新的奇跡——魚(yú)嘴分水。他們?cè)谟駢旧竭@里，就地取材，用竹子和水中堆積的沙石，在岷江向南大轉(zhuǎn)彎的河道中圍住沙洲，建起了金剛堤，堤頭就是魚(yú)嘴，把岷江一分為二，靠近玉壘山的是內(nèi)江，崖壁陡峭，遠(yuǎn)離的是外江。單看都江堰工程平面圖，很多游客知道內(nèi)江和外江，但是為什么這樣就能起作用呢？原來(lái)秘密藏在游客看不到的內(nèi)、外江水流斷面上。內(nèi)江彎曲形成凹岸、河道窄但是深，外江相對(duì)順直形成凸岸，河道寬卻淺。咱們先說(shuō)怎么分水，再說(shuō)怎么分沙。

枯水季的都江堰（內(nèi)江水多，外江水少）

前段說(shuō)過(guò)在夏秋季節(jié)岷江水量增大，水位上升，外江的過(guò)水?dāng)嗝娲笥趦?nèi)江，于是江水分水比例就是外江6成、內(nèi)江4成。到了冬天和春天江水減少，水位下降，內(nèi)江更深，所以過(guò)水?dāng)嗝娣炊笥谕饨炙壤惯^(guò)來(lái)變成內(nèi)江6成、外江4成。這就是“四六分水”的科學(xué)道理。在當(dāng)年，為了準(zhǔn)確控制分水量，李冰父子還安排在內(nèi)江中設(shè)置了石人，水少的季節(jié)不能露出石人的腳趾，水多的時(shí)候不能淹沒(méi)石人的肩膀。這樣一整年下來(lái)，通過(guò)內(nèi)江進(jìn)入寶瓶口再流到成都平原的水量大體恒定。

四六分水的示意

再說(shuō)分沙。岷江從上游山谷中沖刷下來(lái)大概兩種沙石，一種個(gè)頭小份量輕還少往往懸浮在水中，另一種個(gè)頭大份量沉還多往往貼地而行，比例大概是2：8。由于慣性作用，個(gè)頭小的更容易受到水流影響，所以到了魚(yú)嘴這里，個(gè)頭小的隨表層水進(jìn)入彎曲的內(nèi)江，個(gè)頭大的江水不易帶動(dòng)，則沿著相對(duì)順直的外江繼續(xù)向下流去。這就是“二八分沙” 的科學(xué)道理。而這個(gè)道理，我們的先人竟然在2000多年前就掌握了，看到了嗎，科技必須自信。

二八分沙的示意

有了魚(yú)嘴和金剛堤，都江堰把岷江分成了內(nèi)江和外江，從此成都平原就可以用上水量恒定含沙少的岷江水了。但是都江堰這里岷江河床淤塞和洪澇的問(wèn)題還是沒(méi)說(shuō)到，咱們接著往下聊。

03

建成都江堰就不用管了？

前兩段咱們分別聊透了都江堰是如何鑿開(kāi)玉壘山把岷江水送到成都平原，一條金剛堤怎樣把岷江分成內(nèi)江和外江，實(shí)現(xiàn)“四六分水”和“二八分沙”。但是岷江的淤積和洪澇問(wèn)題怎么辦，這段接著聊。很多人都以為李冰父子修好了都江堰，就可以一勞永逸了，其實(shí)不然。岷江全年不斷地從上游帶來(lái)大量沙石，到了都江堰就淤積，怎樣才能讓都江堰運(yùn)行平穩(wěn)，李冰用6個(gè)字高度概括了經(jīng)驗(yàn)，那就是“深淘灘，低作堰”，統(tǒng)稱為歲修，也就是每年都要擇機(jī)維修。

先說(shuō)深淘灘。因?yàn)榻饎偟贪厌航髁鞣殖闪藘?nèi)江和外江，要想保證四六分水，關(guān)鍵是內(nèi)江和外江的水深。雖然大塊沙石不會(huì)進(jìn)入內(nèi)江，但是少量的小塊沙石在內(nèi)江出口處、寶瓶口前面的鳳棲窩一帶還是會(huì)淤積，所以李冰安排在此處埋下石馬。每年枯水季，用榪槎截住內(nèi)江水，在鳳棲窩處清淤，挖到石馬才算合格。后來(lái)石馬被3根橫放的臥鐵替代，作用不變。清理完內(nèi)江，還要及時(shí)清理外江淤積的大塊沙石。

深淘的標(biāo)志——石馬，明代時(shí)將石馬改為三根臥鐵

深淘標(biāo)志——鳳棲窩的三根臥鐵

再說(shuō)低作堰。如果金剛堤一直修到寶瓶口那里，完全隔絕內(nèi)江和外江，行不行？答案當(dāng)然是不行。到了多水季節(jié)，進(jìn)入內(nèi)江的水如果太多，下游成都平原用不了那么多就成了負(fù)擔(dān)，怎么辦？李冰又搞了一個(gè)大發(fā)明，在金剛堤的堤尾修了一個(gè)飛沙堰，顧名思義就是讓沙子飛起來(lái)，本質(zhì)上它是一個(gè)滾水壩，壩頂不僅比金剛堤要低，還要低于內(nèi)江的高水位，這樣豐水期，進(jìn)不去寶瓶口的多余水量，就會(huì)漫過(guò)飛沙堰頂，溢流到外江，匯入岷江主流，而且在分流的同時(shí)，還能攜帶一部分小塊沙石進(jìn)入外江，既分了水又分了沙，一舉兩得。到了枯水季，飛沙堰頂露出來(lái)曬太陽(yáng)了，內(nèi)江和外江完全被隔絕，內(nèi)江水完全流進(jìn)寶瓶口。

豐水期的飛沙堰被內(nèi)江水淹沒(méi)

枯水期的飛沙堰露出水面，遠(yuǎn)處的是內(nèi)江和玉壘山

枯水期的飛沙堰

在這基礎(chǔ)之上，李冰還繼續(xù)總結(jié)出“遇彎截角，逢正抽心”，都是為了更好地發(fā)揮都江堰的作用，這里就不再詳細(xì)講解了。