到過四川都江堰的人，跟著導(dǎo)游走馬觀花，聽完講解，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？——劈開玉壘山，引得岷江水

都江堰2000多年前就建成了，絕對是奇跡，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？小孩沒娘，說起來話長。先看地勢，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，地勢變平，河床開闊，上游沖下來的泥沙石塊很快沉下來，淤積河道，抬高河床。第一個(gè)困難就來了。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。開玩笑啦。李冰和他兒子首先想到的是劈開玉壘山，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，那就是干柴遇烈火。別說李冰就是個(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)會趕緊把冰涼的江水澆到石頭上，石頭熱脹冷縮，就會裂開。這法一用，從30年縮短到8年，愣是把玉壘山鑿開一個(gè)二十米寬、四十米高，八十米長的大口子，就像酒瓶的開口，這就是“寶瓶口”，岷江水經(jīng)過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”。李冰父子在燒石開山的偉大創(chuàng)舉之后，又創(chuàng)造了一個(gè)新的奇跡——魚嘴分水。他們在玉壘山這里，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，外江相對順直形成凸岸，河道寬卻淺。咱們先說怎么分水，再說怎么分沙。

枯水季的都江堰（內(nèi)江水多，外江水少）

前段說過在夏秋季節(jié)岷江水量增大，水位上升，外江的過水?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，所以過水?dāng)嗝娣炊笥谕饨?，江水分水比例倒過來變成內(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)候不能淹沒石人的肩膀。這樣一整年下來，通過內(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

再說分沙。岷江從上游山谷中沖刷下來大概兩種沙石，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，則沿著相對順直的外江繼續(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題還是沒說到，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，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，就會漫過飛沙堰頂，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，飛沙堰頂露出來曬太陽了，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

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。