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古今對話-都江堰V.S.三峽大壩

文 / 李傳楷    
1992-06-15
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古今對話-都江堰V.S.三峽大壩
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兩千兩百年前,都江堰正在興建。

當時,秦始皇剛統一七國,成都平原的水患頻仍,秦蜀郡守李冰「鑿離堆,避沫水之害,穿二江於成都之中;」修建了全國最大的防洪、灌溉工程。

設計哲學截然不同

兩千兩百年後,三峽工程即將上馬。

大陸正卯足全力發展經濟,長江中、下游飽受洪水威脅,中共水電部計畫「截斷巫山雲雨,高峽出平湖」,建造全世界發電量最大、容量最大的水壩。

一樣是多功能的水利工程,一樣是當代最大型的水利建設,都江堰與三峽工程的設計哲學截然不同。

不到都江堰,不知道古老的水利工程,竟可以如此巧妙地運用科學,歷久不衰。

面對長江支流中水量最大的岷江,和四川最富庶的成都平原,都江堰先將岷江水一分為二,再將內側水引入成都平原,多餘的水和沙石,最後由飛沙堰排出,三者緊密結合,成功地發揮防洪、灌溉、航運等功能。

沒有機括複雜的閘門水壩,只憑著一個魚嘴分水堤、一個寶瓶口引水口、一個飛沙堰溢洪道,都江堰從秦朝到現在,已經運行了兩千兩百多年。

從成都往北走,大約六十公里的車程,就到了都江堰。

表面上看,都江堰只是大陸眾多名勝之一。穿過吊橋,沿著魚嘴分水堤往下走,八百公尺長的江心洲上,滿是遊人、小販和人力車,一路上還不時見到纜車在空中穿梭。

但仔細審視,都可發現古人的巧思和智慧。光是都江堰的選址,就是一大學問。

在都江堰未建成之前,岷江原本繞過成都平原,直洩而下;江東苦旱,江西苦澇,唐代詩人岑參形容:「江水初蕩潏,蜀人幾為魚。」而都江堰所在的都江堰市(原名灌縣),剛好位在岷江由山區進入平原的分界點,地勢西高東低,先天就有利於自然分水、引水。

看上這種天然的有利地形,西元前二五0午,秦代蜀郡守李冰。首先在岷江東岸的玉壘山,開鑿一個寶瓶口引水口,因勢利導,將岷江水引入成都平原,與平原上「以億萬計」的支渠分堰,交織成水路綿密的灌溉網。

「分四六,平澇旱」的魚嘴分水堤,也是李冰的傑作;除了將岷江水一分為二,內江用來灌溉,外江用來排洪,針對水位洪枯,它還可以利用坡度變化,調節分水量;在春耕枯水季節亟需用水時,分六成水到內江;在洪水季節水位高漲時,則分四成水到內江。

還有位在江心洲末端的飛沙堰,平時攔江水入寶瓶口,一旦水量過大,出現螺旋形回流,便捲起洪水沙石,飛沙過壩,最多甚至可拋出九八%的沙。

都江堰因勢利導

相對於三峽工程的截斷大江、「蓄清排渾」(洪水期來臨時,水庫水位控制在防洪限制水位,洩排渾水,洪水期過後才蓄清水),都江堰的因勢利導,反映了古人與自然的相處之道。

都江堰的建材,背後也有一套不同的哲學。

岷江沿岸盛產竹木,江中的卵石也特別多。從李冰時代開始,當地便破竹編籠,裝滿卵石,做成「竹籠卵石」,用於都江堰的築堤、護岸。清朝以前,都江堰一帶還必須按照政府規定數量,種植以堅韌聞名的白甲竹,每年定期由政府統一擇伐。魚嘴分水缺乏彈性,當地人則用「榪槎」(圓木做成三腳架,壓上重石),呈一字形排列江上,調節分水量。需要讓較多的水通過時,便移走一些榪槎,或將三腳架鋸短,機動調整。

不像水泥堤壩那樣天衣無縫,敢於和洪流硬拼,都江堰的竹籠卵石和榪槎在阻水之外,也留下空隙滲漏,雖然偶有沖壞,但絕少潰堤。

都江堰還有一個特點,就是堅持年年歲修,所以能歷兩千兩百多年而不衰。

李冰曾為都江堰訂下「深淘灘,低作堰」的準則,強調河床必須淘到一定的深度,飛沙堰只能築到一定的高度。相傳,他曾在岷江河床埋下兩具石馬,規定淘灘以見到石馬為準。

「深淘灘,低作堰」其實十分符合科學的流體力學原理。「深淘灘」使水流速度高於淺灘,增加流量,在春耕缺水時保證內江的灌區用水;「低作堰」壓低飛沙堰的高度,使夏秋之際的洪水能夠迅速洩出。

但年年歲修,勞民傷財,很多人都試圖將都江堰的柔性結構改為剛性結構,畢其功於一役。

元代,一位名叫吉當普的官員先以「鐵萬六千斤」鑄成鐵龜,取代魚嘴,但不到四十年,就被沖毀。明代,又有人改為料石砌築,鐵錠、油灰加固,也毀於大水。嘉靖年間,按察司更投下六萬七千斤鑄鐵,三百多根木樁,徹底改造,沒想到不到三十年即告終。

遵舊制,毋擅變

屢改屢敗,每下愈況,明清人最後在都江堰治水三字經,留下了「遵舊制,毋擅變」的慘痛經驗。

現代人不信這些。進入民國後,都江堰先後經過幾次大手術,除了飛沙堰,所有的竹籠卵石都已換成鋼筋水泥;隨著成都平原人口激增,需水量暴漲,「分四六,平澇旱」也已不敷使用。

一九五八年,中共索性把岷江攔腰截斷,在都江堰前端建起魚嘴電站,調節水量之餘兼發電。然而,不久就因為泥沙淤積。岌岌可危。據說,當時四川省長李大章、省委書記李井泉曾請示鄧小平如何善後,鄧小平以「李冰父子建都江堰,流芳萬世,你們二李修都江堰,可別遺臭萬年。」一聲令下,炸掉電站。

最近中共已在都江堰外江築起臨時閘,取代魚嘴的部分功能,未來更計畫以進水閘和洩洪閘,取代寶瓶口和飛沙堰。古老的都江堰終將功成身退,換上現代工程的外衣。

古老的設計哲學漸趨沒落已成潮流,但是在長江,處處可見水庫大壩,中共水電部「一切為三峽」而動起來時,或許可以認真思考;因勢利導,以柔克剛的都江堰,歷兩千兩百多年而不衰,對現代人有何意義?截斷大江,蓄清排渾的三峽工程,據估計只有上百年壽命,又透露了何種訊息?

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