相比都江堰工程一直为成都平原_fu务至今,郑国渠的命运就要坎坷多了。因为所有的引水工程都会面临一个共同的问题,那就是泥沙的沉积问题。对于秦国的统一事业而言,泥沙对于引水还不会有太大影响,但到了100多年后,渠道的淤塞就十分严重了。以至于后世在郑国渠的基础上,或部分疏通原有渠道,或干脆另择线路重新开挖了诸如:白公渠(汉)、三白渠(唐)、丰利渠(宋)、王御史渠(元)、广惠渠(明)、通济渠(明)、龙洞渠(清)、泾惠渠(民国)。
这并不能怪郑国当时的设计有问题,因为处理水利工程的泥沙沉积的问题,到现在也没有什么特别好的方法。包括三峡大坝在nei的中国诸多水利工程也是一样,也正因为此,很长一段时间中国的水电工程建设都处于停滞状态(环保部门强力反对)。事实上在天然河道中建筑大坝,以引水渠中的泥沙沉积问题更为严重。后者如果被淤塞了,最多也就是不用罢了,而前者除了会改变下游地区的生态环境外,更有可能加剧大坝上游地区的洪涝灾害。不过在中国日益增大的能源压力面前,这种需要几十甚至上百年才会显现出来的后果只能被暂时无视了。所能够寄希望的,就是在今后数十年中,能够找到足够的替代能源,以逐渐减小水电大坝的使用率。
郑国渠之所以这么快消失,还在于他所引用的泾河水,含沙量极高。虽然这些泥沙没为为泾水象“河水”那样冠上一个“黄”的标签,但当混浊的泾水注入含沙量较低的渭水时, “泾渭分明”这句使用频率颇高的成语也就诞生了;另一个原因则是西----东而行的郑国渠,坡降又小,造成水流缓慢,泥沙的淤塞速度自然又加快了。
相比于郑国渠,都江堰工程的自然条件就要好很多了。首先相比于黄土高原,青藏高原的水土保持要好很多,因此岷江水的含沙比要小于泾水;其实岷江在jin_ru成都平原前后的落差很大,流速较高,泥水沉积的速度也比郑国渠要慢的多。不过只要是河流,总是要携带泥沙的,如果不能很好的解决泥沙的排放问题,都江堰的下游灌溉水渠亦无法在长达两千多年时间,一直润泽成都平原。而这一切,都与“都江堰”堰首工程的j妙设计有关。虽然我们之前已经详细解读过都江堰的整体结构,但由于我的失误,对于其“无坝分水”的方式,以及分水、分沙的原理的解读并不到位。正好借这个机会可以再做一下说明,以让大家了解古人的智慧。
如果仅仅是为了将部分的岷江水,分流至成都平原腹地,那么在江水泄入平原之前,在河道的右侧打开一个缺口,并挖掘相应的引水渠就应该可以了。这项工程也的确已经做过了,在都江堰工程中,这个引水口叫作“宝瓶口”,而那块被分离出来,起着分水作用的山体,被称之为“离堆”。虽然在先秦的技术条件下,要想在山体之中切割出一个缺口是一件非常困难的事(没有火药,用的是火烧后再浇水,逐层剥离岩石的方式),但这种开凿于石质山体之中的分水口也有一个好处,就是坚固耐用,其分水岭(这项工程中的“离堆”)不至于因为河水的冲刷而湮灭。
虽然离堆的开凿可以让成都平原有水可用,但在解决水的流量和泥沙沉降方面还是存在问题。因此都江堰工程在离堆之北,又进行了一些辅助工程,而正是因为这些工程的修建,才真正使得都江堰工程成为了千年工程。在这其中,最为主要的就是分水“鱼zhui”的修筑。所谓“鱼zhui”,其实也是一个分水口,一个比宝瓶口更早一步分水的“分水岭”。之所以要在“离堆”之北再修筑一个“鱼zhui”,就是因为希望岷江水在流入宝瓶口之时,就已经分配好的水量,或者说保证流入成都平原腹地的江水,保持一个恒量。至于这个恒量是多少,惯于记录历史的华夏族(包括蜀人),会有准确的数据。按照过往的经验基本就是,枯水期水量的60%;丰水期水量的40%。
由于宝瓶口的宽度只有20米,宽度要远小于岷江的整体宽度,因此要让依靠这样一个小的引水口,将半数左右的岷江水引走,看似有些困难。不过即使我们只掌握基础的数学知识,也会知道,影响流量的实际是河道的横截面。而所谓的江面宽度,只是影响流量的一个数值而已。如果想让宝瓶口的进水,与仍旧依原路流入长江的江水,处在接近的数值,可以变通的方法就是将宝瓶口一侧的河道挖shen(同时宝瓶口也要开业的足够shen),以增大引水面。也正因为如此,当年要冰才会想到利用离堆之北的沙洲,将岷江水一分为二,分为nei、外两江。这样做的好处就是,你可以封闭沙洲东侧的nei江(鱼zhui东侧筑临时围堰),然后以人力将nei江河道挖shen。由于沙洲本身并不盐分稳定,因此在沙丘的东侧,靠近nei江一面,需要构筑一道长堤,以保证河道的稳定x,这道长堤现在被称之为“金刚堤”。
本章未完...
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