系统工程的案例分析
鱼嘴分水工程:把岷江水一分为二 “鱼嘴”是都江堰分水工程,因其形如鱼嘴而得名,它昂头于岷江江心,把岷江分成内外二江。西边叫外江,俗称“金马河”,是岷江正流,主要用于排洪;东边沿山脚的叫内江,是人工引水渠道,主要用于灌溉;
鱼嘴的设置极为巧妙,它利用地形、地势,巧妙地完成分流引水的任务,而且在洪、枯水季节不同水位条件下,起着自动调节水量的作用。 鱼嘴所分的水量有一定的比例, 春天,岷江水流量小;灌区正值春耕,需要灌溉, 这时岷江主流直入内江, 水量约占六成, 外江约占四成,以保证灌溉用水;洪水季节,二者比例又自动颠倒过来,内江四成,外江六成,使灌区不受水潦灾害。
在二王庙壁上刻的治水《三字经》中说的“分四六,平潦旱(潦即“涝水”, 在今陕西省户县境, 北入渭河)”, 就是指鱼嘴这一天然调节分流比例的功能。“八水绕长安”胜景:黑、涝、新、沣、浐、灞、临、l áo l áo 曹运明渠。
我们的祖先十分聪明,在流量小、用水紧张时,为了不让外江40%的流量白白浪费,采用杩搓(同杈,三脚木架。中国四川都江堰的活动拦水坝,就是用杩杈和满装卵石的竹笼做成的)截流的办法,把外江水截入内江,整就使内江灌区春耕用水更加可靠。1974
年,在鱼嘴西岸的外江河口m àc h a
建成一座钢筋混凝土结构的电动制闸,代替过去临时杩搓工程,截流排洪,更加灵活可靠。
“飞沙堰”溢洪道:把多余的洪水和流沙排入外江 在鱼嘴以下的长堤,即分内、外二江的堤叫金刚堤。堤下段与内江左 岸虎头岸相对的地方,有一低平的地段,这里春、秋、冬、三季是人们往返于离堆公园与索桥之间的行道的坦途,洪水季节这里浪花飞溅,是内江的泄洪道。
泄洪道,唐朝名“侍郎堰”、“金堤”,后又名“减水河”,它具有泄洪徘砂的显著功能,故又叫它“飞沙堰”。
飞沙堰是都江堰三大件之一,看上去十分平凡,但功能非常实用,可以说是确保成都平原不受水灾的关键要害。
飞沙堰的作用主要是当内江
的水量超过宝瓶口流量上限时,多
余的水便从飞沙堰自行溢出;如遇
特大洪水的非常情况,它还会自行
溃堤,让大量江水回归岷江正流。
另一作用是“飞沙”,岷江从万山
丛中急驰而来,挟着大量泥沙,石
块,如果让它们顺内江而下,就会
淤塞宝瓶口和灌区。飞沙堰真是善
解人意、排人所难,将上游带来的
泥沙和卵石,甚至重达千斤的巨石,从这里抛入外江(主要是巧妙地利用离心力作用),确保内江通畅,确有鬼斧神功之妙。
“深淘滩,低作堰”是都江堰的治水名言,淘滩是指飞沙堰一段、内江一段河道要深淘,深淘的标准是古人在河底深处预埋的“卧铁”。岁修淘滩要淘到卧铁为止,才算恰到好处,才能保证灌区用水。低作堰就是说飞沙堰有一定高度,高了进水多,低了进水少,都不合适。
古时飞沙堰,是用竹笼卵石堆砌的临时工程;如今已改用混凝土浇铸,以保一劳永逸的功效。
宝 瓶 口:
宝瓶口,是前山(今名灌口山、自流灌溉渠系的总开关
玉垒山) 伸向岷江的长脊上凿开的
一个口子,它是人工凿成控制内江
进水的咽喉,因它形似瓶口而功能
奇持,故名宝瓶口。留在宝瓶口右
边的山丘,因与其山体相离,故名
离堆。宝瓶口宽度和底高都有极严格的控制,古人在岩壁上刻了几十条分划,取名“水则”,那是我国最早的水位标尺。
《宋史》就有“则盈一尺,至十而止; 水及六则、流始足用。”《元史》有“以尺画之、比十有一。 水及其九,其民喜, 过则忧,没有则困”的记载。
内江水流进宝瓶口后,通过干渠经仰天窝节制闸,把江水一分为二。再经蒲柏、走江闸二分为四,顺应西北高、东南低的地势倾斜,一分再分,形成自流灌溉渠系,灌溉成都平原。及绵阳、射洪、简阳、资阳、仁寿、青神等市县近一万平方公里,一千
余万亩农田。
离堆上有祭祀李冰的神庙伏
龙观。宝瓶口右侧过去有一个末凿
去的岩柱与其相连,形如大象鼻
子,故名“象鼻子”。象鼻子因长期水流冲刷、漂木撞击,已于1947年被洪水冲毁培塌。宝瓶口岩基,干百年为飞流急湍的江水冲击,出现了极大的悬空洞穴。毛泽东1958年视察都江堰时说一千年一万年后将如何!为了加固岩基,1970年冬,灌区人民第一次堵口截流,抽干深潭,从两岸基础起,共浇注混凝土8100多立方米,结离堆、宝瓶口筑起了铜墙铁壁,使这个自动控制内江水量的瓶口,更加坚实可靠。
在离堆右侧,还有一段低平河道,河道底下有一条人工暗渠,那是为保障成都工业用水的暗渠。那段低平河道,当洪水超过警戒线时,它又自动将多余水量排入外江,使流入内江水位,始终保持安全水准,这就便成都平原,有灌溉之利,而无水涝之思。
鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口这个都江堰渠首的三大主体工程,在一般人看来可能会觉得平平常常、简简单单,殊不知其中蕴藏着极其巨大的科学价值,它内含的系统工程学、流体力学等,在今天仍然是处在当代科技的前沿,普遍受到推祟和运用,然而这些科学原理,早在二干多年前的都江堰水利工程中就已被运用于实践了。这是中华古代文明的象征,这是我们炎黄子孙的骄傲。