都江堰：邏輯、膽識與智慧新解_風聞

今天是清明節，也是都江堰延續了一千多年的“放水節”——祭祀為這座著名水利工程做出了偉大貢獻的秦蜀守李冰，當然也包括跟隨他治理岷江的勞動大眾。

由於古時的記載過於簡單，現代的解釋談到了江水在榮枯變換間因“彎道環流”、以及因“內、外江高地寬窄有別” 而致“四·六分水”和有效排沙。但是，這些解釋仍不夠具體，也不夠系統，以至於都江堰真正的智慧至今也未能充分顯現。

對此，筆者依據山川地理、水岸關係以及工程邏輯性等，對都江堰的建造過程進行了重新梳理，期望能夠讓古人在此過程中發揮出來的膽識與智慧得到應有的體現，也讓去都江堰旅遊的人們真正看懂都江堰。

一岷江水患

從任何一張地圖上，我們都可以看到，在出山的最後一段旅途上，岷江遭遇了堅硬花崗岩石壁的迎面阻擋，被迫以大彎折的方式從現今紫坪鋪水庫壩址處的山縫之間傾瀉而出，然後繼續在大山挾持下彎流而行，直至關口與白沙河的匯合處才得以衝出峽谷。

出峽後，岷江江流向東直指主要由砂礫石覆蓋隆起的玉壘山。由於砂礫岩石抗沖刷能力較差，玉壘山江岸便在江流的不停沖刷下逐步後退，形成了直至離堆前的一道弧形大彎及一片較為廣闊、西高東低的河灘。

沿大彎從離堆前出山的岷江，其流向轉為東北—西南方向，進入了成都平原中西部。這片區域主要由岷江沖積而成，也被岷江及平原西部大山共同塑造成了西北高東南低的地勢。

不幸的是，衝過離堆的岷江恰恰位於平原西北高點，其東北—西南的流向，正是朝着成都平原的西部高處而去的。但是，衝入平原高處的水流依其避高趨下的本性，又往平原的東南方向衝下，在沒有山石阻擋的平原上發散開來，肆意而行。（圖一）

這些大大小小的河流，不僅會因夏漲冬落，而且會因它們攜帶的泥沙擁塞而變動不居、反覆折騰，讓居住在這個平原上的古蜀人吃盡了苦頭。

與此相反，在成都平原東北部岷江河水到達不了的區域，則時不時會遭受旱災的侵襲。

岷江水患對後來的都江堰也造成過巨大破壞。明確記載發生於公元910年（距都江堰建成約1160年後）的岷江大洪水，就將原來的渠首【圖一中‘魚嘴（舊址二）’，甚至包括‘魚嘴（舊址一）’】沖毀，包括魚嘴在內的渠首不得不下移約一公里至現在的位置【圖一中‘魚嘴（新址）’】。

數千年間，地勢導引河流，河流規範人居，至今成都平原上包括成都市在內，許多城鎮街道都呈“西北-東南”走向，原因就在於岷江的各支流受制於大平原西北高、東南低的地勢而順行所致。

二****江流序變

我們可以注意到，從出峽（關口之後）到出山（離堆之後）之間的這段河道，與其前後兩段有着明顯的不同，不僅大彎道內套着幾個小彎道，還在河灘上出現了大大小小的江心洲。

大彎道內之所以會出現小彎道，是因為砂礫石覆蓋下較硬岩石出露，形成突出江岸的山嘴所致。這些山嘴從上至下主要有白沙山嘴、觀音巖山嘴、楊泗廟山嘴和虎頭崖山嘴。

在這些山嘴前，江水被迫改變了原來向東的流向，轉為偏南或偏西方向，而在繞過山嘴後又因河道整體向東傾斜重新改回原來向東的流向。這樣，江水經過四個山嘴就分別形成了三個較小的彎道環流（簡稱“彎流”）。

而江心洲的形成方式則是多種多樣的，比如河道中的岩石出露、彎道環流在山嘴尾端水勢變換等導致分流，然後重新匯合。在岷江此段河道中，我們沒有發現有岩石出露，那麼這些江心洲形成的起因就是彎流在山嘴尾端水勢變換等導致了分流。

       從任意蜿蜒的河流中都能看到，河水經過山嘴後，只要河道有一定寬度，它就會挾其動能沿尾端方向衝出去一段距離。在其它條件相差不大時，這個距離與水勢大小成正比關係。

所以，我們容易看到在水勢變化時，河流衝出山嘴尾端後出現分流、甚至主流變換水道的現象。特別明顯的是，在夏季豐水期，尤其是洪水期，河流的主流會走遠離尾端的水道，支流則走靠近尾端的水道；而到冬季枯水期，情況則相反。

當分流出現後，如果各支分流仍然處於同一河道並且這條河道中間無岩石等障礙物阻擋，那麼它們就會在分流之後，由處於高位的那些分流遵循本性，向處於低位的分流流去，重新匯合；此時，夾在各支分流中間因淤積而露出水面的砂石河灘就被稱為“江心洲”，其面對江流的頂端則被稱為“魚嘴”。

恰好，岷江在這一區段就具備了上述特徵，因此它在此段蜿蜒前行中出現分流的同時，也出現了主流、支流在季節之間變換及生成了數個江心洲（圖二）。

需要注意的是，江心洲是變動的，不僅因洪水期會有更多漫灘支流出現而短暫地分割出更多的江心洲，每個江心洲的位置、形狀也會隨江流、江岸的改變而出現變化；相應，魚嘴位置也不得不隨之發生改變。

在（圖二）中，筆者將現在循外江而行的江水，標示成了將虎頭崖對面的江心洲切割成兩半，並在虎頭崖下、飛沙堰上方重新匯合的情形。這種標示符合上述分析，反映了從上游分流到江心洲西面的江水，在向東傾斜河道的導引下，同樣有着趨向東面分流匯合的自然要求。不僅如此，這種要求還可以從下述寶瓶口、離堆的形成推斷上去印證。

三  寶瓶口“天生”

       任乃強先生在其《華陽國志校補圖注》一書的註釋中曾指出：“伏龍觀之寶瓶口，上侏羅紀礫岩之裂縫也。天然自生，非人力所鑿。”

       由前面（圖一）（圖二）可見，岷江在將玉壘山向東節節衝退後，形成了一個大中套小的弧形彎道。在伏龍觀建於其上的離堆前，這個弧形彎道卻出現了一個深度大於100米的凹進。而這個凹進的形成就是理解寶瓶口裂隙出現的關鍵。

在遠古時期，玉壘山留給岷江的大概率只是一條狹窄的水道。哪怕被江水節節衝退後，其江岸線和山腳線在離堆附近所包含的，也會是遠較今日離堆及附近江岸線更為凸出的一個大山嘴。（圖三）

從（圖三）可見，這部分凸出山嘴正對的是夏季、尤其是洪水期觀音巖山嘴分流後重匯而來的主流，不可避免會受到洪水程度不等的斷續衝擊。久而久之，這部分江岸相對於其它部分就會退縮消減得更為迅速，直到退至離堆跟前。

顯然由於地質狀況差異，離堆周圍部分——包括其東北方與玉壘山連接部分——對江流的衝擊抵抗力相對離堆較弱。於是，離堆周圍部分在江流的衝擊下就會逐步坍塌消失，而離堆與玉壘山的連接部分也會在坍塌到一定程度後出現山間裂隙——這就是寶瓶口初時 “天然自生”的過程。

離堆相對於周邊更能抵抗江流衝擊的原因，是離堆自身有較硬岩石支撐或檔護——約為民國時期拍攝的一幅影像，就顯示了離堆下迎水面就曾有一處稱為“象鼻石”的出露岩石存在。

此外，上述洪水期主流在沒有沖垮離堆、徹底衝開寶瓶口之前，只能順勢向離堆右方拐進。今日所稱“溢洪道”的水道，應該就是那時沖刷而成並遺留下來的。

四  治水初衷

對岷江水害的治理，見於史書最早的是大禹，其在“梁州”（古代包括巴、蜀及漢中在內的區域）對岷江進行了“東別為沱”（《尚書·禹貢》）——即對岷江進行主動分流的活動，但是“東別”具體實施於何處卻未有記載。

其次是一位叫做開明，後來成為開明王朝創立者（叢帝）的古蜀國官員。東晉常璩撰寫的《華陽國志·蜀志》記載道，古蜀國杜宇時期（約公元前676年），“會有水災，其相開明，決玉壘山以除水害”。由此可知，開明是在現今都江堰的玉壘山下，將寶瓶口已有的山間大裂縫加深拓寬，主動從離堆前流過的岷江主流上分出一條支流來；這一方面可以減小岷江衝向平原西部高地的水量，降低其在平原上漫流的危害程度，另一方面則可將此支流引入平原東部，灌溉那裏的農田。這種一舉兩得的辦法無疑對成都平原上的農業發展起到了推動作用。

至秦惠王滅蜀（公元前316年）前，按伐蜀建議者司馬錯的描述，此時的蜀地已然是一個“其國富饒，得其布帛金銀，足給軍用”的地方。

那麼李冰建設都江堰的目的何在呢？這就要從秦國的企圖和李冰擔任蜀守的形勢要求説起。

秦滅蜀及巴最主要的目的，是要借蜀、巴的長江上游優勢，配合出關中的另一路大軍“以東向楚”夾擊楚國。之後數十年，秦也確實以巴蜀為基地陸續從楚國手中奪取了大片土地。到李冰接任蜀守一職時（約公元前256年），秦對楚作戰已進入後期，其統一六國的戰爭大幕也即將拉開。

在此之時，如果認為李冰任蜀時的大作大為與秦國滅蜀的既定目的、與即將到來的統一戰爭無關，那是説不過去的。

其實，我們只要把李冰接任後所做的主要事情串聯起來——從現今都江堰“穿郫江、檢江，別支流，，，，以行舟船。”在現今樂山“鑿平溷崖，通正水道。”至現今宜賓遇“不可鑿”的峻崖，“積薪燒之”，，，，——就可以看到，所有這些耗費巨大的工作，都是在開鑿、疏通水道，使之在成都平原地帶聚集人員、物資，向面對楚國的黔中和長江中下游地區的輸送更為便利，為消滅楚國進而“天下並”做準備的。

可見，李冰修建的都江堰，初始其實是一項包括岷江中、下游河道整治在內的軍事後勤工程的一部分。

當然，作為一方主政官員，接續開明的做法，引流灌溉以發展農業仍然是李冰的職責，即便都江堰作為軍事工程也依然可以為民所用，就像司馬遷在《史記·河渠書》中對這些河道描述的那樣：“此渠皆可行舟，有餘則用溉浸，百姓饗其利。”

五****壅江作堋

作為承擔了軍事後勤任務的河道，其儘可能需要滿足的條件應該是四時（春、夏、秋、冬）皆可行船。由此，能夠行船的河流與能夠灌溉的河流相比，除了流量必須夠大，以保證行船不會擱淺外，還須流量相對穩定，不然運輸就會時斷時續。

以後來李冰必須建造都江堰的行為來看，原由開明開鑿的水道是不能滿足上述要求的。

那麼，李冰面對當時的情形會採取什麼辦法呢？顯而易見，第一，需要將寶瓶口在開明已經開鑿的基礎上進一步鑿寬鑿深，讓其可以通過更多的水量。

第二，需要把離堆前斜流而過的江水的一部分相對穩定地引入寶瓶口中。

達到第一點要求不難；而達到第二點要求最直觀的辦法，是在離堆前方建一座伸向江中的攔水壩，直接把一部分江水擋入寶瓶口中。

但是這種辦法存在着兩個嚴重缺點，一是岷江自身在季節之間，甚至是在日夜之間，江水流量就可以發生巨大的變化，此時要保證寶瓶口流量的基本穩定，就得不斷調整這個伸入江中的攔水壩長度，這將消耗大量的人力物力。

二是此處為分流重匯區域（圖二），江水的洶湧和紊亂超乎尋常，這會大大提升攔水壩被沖垮的風險，也導致堤壩的保護、修復需要超乎尋常的人力物力投入，這無疑進一步加大了整個工程運營的難度。

有沒有更好的辦法可以彌補上述的缺點？當然有，那就是換一種更為大膽的思路：修一條貫通整條大江，將江面水位抬升至寶瓶口所需流量水位的水壩——這就是後來稱為“堰”的設施。

作為“壩”類之一，“堰”之攔水的目的是抬升並控制水位，因此它允許所攔之水的水位升到要求高度後，多餘的水可以翻過壩頂流出去。顯然，“堰”不需要為了保持水位而不斷調整自己的狀態，相對上述第一個缺點這無疑是一種重大的改進——《華陽國志·蜀志》記載的“冰乃壅江作堋”指的就是此事；而這個“堋”，就是被後人稱之的“飛沙堰”。（圖四）

但是，由於橫貫大江之中，飛沙堰壩體肯定會受到江流的巨大沖擊，由此產生的後果不僅不會彌補上述第二個缺點，反而還可能將其進一步放大。

怎麼辦？此時此境，唯有減少來水才能降低衝擊的危害，除此之外並無其它選擇；而要減少來水，唯一能夠做的也只能是讓江水在抵達飛沙堰之前被先行分流，或者是對已有的分流予以調整。

要在分流重匯之地，江水漲落之間，既讓飛沙堰受到的衝擊程度降低，又要保證寶瓶口有足夠且穩定的進水，看上去這不是一個簡單的任務。

**六四·**六分水

      進一步分析可知，由於豐水期寶瓶口的進水量只可能嫌多不可能嫌少，而枯水期來水或許還達不到翻壩的程度，江水對飛沙堰的衝擊損害也就不大。

於是，上述任務可以簡化為兩點：一是如何在豐水期將更多江水從流向飛沙堰的河道上分離出去；二是如何在枯水期將更多江水引入流向飛沙堰的河道中。按今天的情景簡言之就是：在實現或利用先行分流的同時，如何讓江水主流在豐水期走外江，而在枯水期走內江——這就是被稱作“四**·**六分水”要求的本意。

問題到此，自然與我們前面的描述起了關聯。前面提到，岷江流經山嘴後，不僅通過分流造就了江心洲，還形成了在豐水期因水勢更大、衝出尾端更遠距離，會有更多的江水進入江心洲的西側；反之，在枯水期則會有更多江水進入江心洲東側的情形——這與上述“四·六分水”要求具有變換上的一致性。（圖五）

既然如此，利用這已存在的自然分流進行我們所需要的分流不就是最佳的選擇嗎？

但是，由於江流具有的各種變化，自然分流變換的一致性並不意味着水量在大小分配上也能夠滿足前述的要求。於是，通過人為干預進行細調成為必要。

從分流形成的原理可見，調整分流的水量比例，既可以通過改變形成分流的山嘴尾端方向或對其進行伸縮處理來進行，也可以通過改變承接分流的魚嘴方向或對其予以伸縮處理來進行。

顯然，在山嘴形態和地質都相對穩定的情況下，對分流比例的調整就只需要對魚嘴的方位、伸縮進行調整就行了。

進一步看，豐水期巨量江水是很難通過一次分流就達到要求的。對此，李冰採取了充分利用岷江在此段自然形成的連續分流，進行魚嘴梯次配置以及開鑿“平水槽”等小型泄洪道的方式。這樣就既保證了江水在到達飛沙堰之前向各個江心洲西側的分流儘可能充分，又降低了承擔最終分水任務的魚嘴受江流變換影響的程度——這就是為什麼會在主要實現“四·六分水”的魚嘴二前方還要修建魚嘴一的原因。

當然，枯水期由於水勢減緩，江水主流就會沿各個江心洲的東側行進，這樣寶瓶口的進水量也能得到保證。

大功就此告成？否。別忘了，如我們前面分析的那樣，由於這一段河道的西高東低特徵，以及魚嘴二與飛沙堰之間存在相當的距離，分到魚嘴二西側的江流會在飛沙堰之前與魚嘴二東側的那一支江流重新匯合。

為避免這種情況發生，李冰採取了直接的辦法，就是對迴流予以阻擋；其結果就是我們今日還能看到的、從魚嘴二一直延伸到飛沙堰尾端的護岸石堤下半段——它原來有一個名稱叫“逼水壩”，意即用來逼退向東迴流江水的堤壩，可謂名副其實！

當所有這些活動都完結後，我們得到的是一項三重遞進的綜合水利體系，即：以實現軍用運輸要求而加深拓寬寶瓶口；為保證寶瓶口進水量要求而建設飛沙堰；再為降低洪水期飛沙堰受衝擊程度、提升枯水期寶瓶口進水量而建造魚嘴、金剛堤及平水槽。

至此，這個開明始作、李冰接續的系統工程——都江堰——才終於可稱大功告成了。

七  膽識與創新

綜上分析可見，都江堰的建造是在一種特殊的地理環境下進行的，但它的建成卻是古人在此之中大膽實踐、善於創新的結果。

作為古人興修水利的主要方式，水壩在全世界都可以見到蹤影；近年良渚遺址水利設施的發現，又將人類應用水壩的歷史推移到了5000多年前。而作為“壩”中另類“堰”的應用，由於其頂部需要過水，類似良渚水利設施採用的“草裹泥包”壩是無法經受住過水沖刷的，因此其應用難度更大。

從歷史來看，人類在工程實踐上具有循序漸進的普遍特徵，我們由此可以估計，在都江堰工程對“堰”的大規模應用之前，其作為一種水利方式已經在田間溝渠等場合得到了應用；但是將“堰”從田間溝渠移植到大江之上，無疑是一步大膽且驚險的跨越。

為什麼李冰敢於實施這種跨越？或許這又與當時可能已經出現或創新的兩項技術有關：竹石籠和榪槎。

與泥土相比，石頭抗水沖刷的能力可算非凡。但是，在都江堰建設的現場，可以就地取材的主要是個頭不大的卵石，它們很容易在江水衝擊下順流而走。能夠讓這些卵石發揮起抗沖刷、抗衝擊作用的方法，就是把它們牢固地集束在一起——這就是發明竹石籠的意義。

當這些用竹條編結起來、直徑最大超半米的長條竹籠被人們從其孔洞投入卵石填滿後，卵石就會由於相互卡位而難以動彈，一籠卵石就能起到一塊大石頭的作用；而當一籠接一籠的竹石籠被堆疊起來，就等於成就了一堵石牆——飛沙堰和金剛堤等護岸石堤的壩體都可以這樣建造形成。

從 “冰乃壅江作堋”的記載中可知，為了方便建造飛沙堰，李冰先進行了“壅江”——即暫時性地堵截江流——的工作。從目前已有的記載及推測來看，這一工作是在觀音巖山嘴與魚嘴二之間，以及外江迴流內江的支流上採取措施堵截了通往內江河道的江流。

那麼，李冰是怎樣“壅江”的呢？

從方法上看，從江岸兩邊向江心拋石填土或拋投竹石籠都是可選的方法。但前者在只能依賴人工的情況下，越至江心難度越大；後者則在需要放水通流時，拆除壩體的難度又會相當的高。而利用榪槎技術——這種通過三角錐狀綁木構件迎水而立，再逐漸添加擋水物阻斷一截水流，多架連成一體完全截斷江流——的方式，優勢在於成本較低，建造與拆除都較方便；相對於前兩種堵截方法，榪槎無疑是更好的選擇。

有了竹石籠和榪槎技術的發明應用，李冰“壅江作堋”的難度就被大大減小了。

八****智慧所在

       在《漢語詞典》上，智慧是指人辨析、判斷和發明創造的能力。從邏輯上講，體現出智慧性的活動是從對事物及其相互之間關係的領悟出發，再到綜合各種知識、利用合理條件對這種領悟得到的新知識進行移植、組合或創新應用，從而在解決問題上可以獲得超出已有方式的成果。就此而論，都江堰在建造上對“堰”的移植應用、對竹石籠和榪槎的創新應用，都是智慧的體現。

但是，都江堰工程最大的智慧還不在此。

我們知道，人類之所以能夠超出其它動物成為地球高級生靈，完全不在於其自身的力大無窮，而在於其善於借力、借勢而為。在古代，我們馴養牛和馬，以借其力量與速度；在近代，我們轉換水能、化石能等，藉以驅動各種機械；到了現代，我們再借助光、風、地熱能等，實現了自身能力水平的進一步提升。

可以説，善“借”才是人類的大智慧。

那麼，都江堰的建造者“借”了什麼嗎？當然，他們借了大自然的水能——即我們俗稱的“水勢”；但囿於當時的科技水平，他們不可能將其轉化為現代人類需要的機械能等，而只能是直接的借勢省力——也就是藉助水勢作用來節省人力物力。

在都江堰水利系統中，對江水的借勢省力主要體現在以下區域。

第一處是各山嘴與其對應的江心洲魚嘴區域。如前所述，李冰在這些區域僅進行了調整與修建（穩定）魚嘴和護堤等些微改進，就實現了借自然的主、支流季節變換最終達到了“四·六分水”的目的。此“借”前無古人也後無來者，可謂人類智慧的傑作。

另外，如平水槽等小型分流，也是藉助了較小彎流的水勢來實現的。

現代研究還發現，經由這些山嘴而過的岷江，以其彎流方式，還能帶來豐水期將大部分河道砂石衝入外江的效果，由此降低了內江河牀淤積的速度與程度，可算是對自然之力的一種“額外”之借。

第二處是鳳棲窩—飛沙堰區域。

“深淘灘**·**低作堰”的修堰原則據傳為李冰所留下。

就“深淘灘”的作用而言，後人多從滿足寶瓶口進水的角度去理解。但是，如果我們觀察鳳棲窩至飛沙堰的地理就能發現，此處江流正對着飛沙堰。鳳棲窩一帶如果予以合適的淘深，就會加大魚嘴至此的河道落差，從而使江水蓄積起更大的動能，將更多的泥沙排出飛沙堰外。（圖六）

對應的“低作堰”之意，則不僅是不能過度增加飛沙堰的高度，而且還必須降低其迎水面的坡度，只有這樣，過量江水及其裹挾的泥沙乃至石塊才能更加順利地翻壩而去。

不要小看這一智慧。正是由於“深淘灘·低作堰”，用於都江堰運營與維護的人力物力得以大大節省。當古代許多工程或多或少因維護成本過高而遭廢棄，都江堰卻能流傳近百代、造福兩千兩百餘年，秘訣就在這裏。

膽識、智慧並舉，除患、興利一體，作為古代世界的偉大工程，都江堰是當之無愧的！

      注：本文轉自微信公眾號“靜夜微風”，轉發時對文章內容進行了少量改動。