胡 肖

(西南交通大学建筑学院，四川成都610031)

1 川西平原堰渠体系的构成及功用

1.1 渠首工程的构成及功用

经过2 200多年的演变，都江堰渠首工程现已形成了“鱼嘴分流，飞沙堰泄洪排沙，宝瓶口引水”的稳定的工程型制(图1)。

图1 渠首工程及功能示意图

1.1.1 鱼嘴用于分水、分沙，其位置是关键

鱼嘴第一功用是分水：枯水期外江和内江分水分别占总水量的40%和60%，丰水期则相反，内外江的分水比例对解决枯水期成都平原供水不足，汛期分减洪水十分有利。第二功用是分沙：据20世纪70年代的实测，当岷江流量小于1 300 m3/s时，由于鱼嘴和江心洲的作用，岷江主流向左偏向内江中泓，此时内江处于“正面取水”、外江“侧面排沙”的水流形态；当岷江流量超过1 700 m3/s，鱼嘴前面的江心滩被淹没，岷江主流转向外江中泓。由于外江坡降大，流量大，挟沙能力强，70 %～80 %的推移质在内外江分水口处进入外江河道[1](图2)。

(a)冬春枯水期

(b)夏秋丰水期图2 岷江河道与都江鱼嘴共同作用下的分沙工作原理

鱼嘴位置是渠首枢纽的控制点，决定了其他渠首工程设施的布置，鱼嘴位置不能轻易改变。从古至今鱼嘴位置是古代水利工程师们刻意的选择：若鱼嘴距离宝瓶口较近，岷江低水位时内江引水量太少，不能满足灌溉用水需要；而汛期洪水带来的大量卵石堆积在宝瓶口前，使得内江干渠在丰水期也进水极少。清朝时期四川总督丁宝桢指出： “所谓分水者，必须迎上流偏注水之势，以定界址，斯分多分少乃有斟酌”(丁文诚公奏稿.卷15.)。

1.1.2 飞沙堰泄洪排沙，其高度是关键

飞沙堰功用是泄洪排沙，但其发挥受到堰底位置和堰高的制约。在一定引水量的控制下，河道底高程越高，飞沙堰的修筑应越高，而堰高易被冲毁。所以古人留下“深淘滩、低作堰”的六字岁修法则。

1.1.3 宝瓶口进水，其形状是关键

宝瓶口是川西平原的永久性进水口，以其断面为瓶状而得名。瓶状能限制过多的水进入内江，宝瓶口口门会出现壅水现象，弯道环流影响加强，飞沙堰的泄洪排沙能力也得以加强。

1.2 干、支、斗、农、毛五级渠系的构成及功用

干渠和支渠分别是内江分流后的一、二级渠系，多是依托天然河道进行整理而成，主要承担内江灌溉的输水作用；斗渠是从支渠分流的次级渠系，多由人工开凿修建，主要承担输水和配水作用；农渠和毛渠是内江分流后的四、五级渠系，农渠从斗渠引水，其水流又分入各级毛渠，此两级渠系完全由人工开凿修建，承担农田灌水作用(表1、图3)。

表1 各层级渠系功能

图3 渠系层级拓扑图

川西平原分为内江和外江两大灌区。内江灌区从渠首分流穿行川西平原的骨干河流有四条：即蒲阳河、柏条河、走马河、江安河，被称为内江四大干渠。外江灌区分布着金马河、黑石河和沙沟河三条干渠，每条干渠即一个小型灌区。由干渠派生出灌区支渠，支渠派生出斗渠，斗渠派生出农渠，农渠派生出毛渠，逐级将水引致田间进行灌溉，最终形成了川西平原上垂直于等高线的树枝状灌溉水系(图4)。

图4 都江堰灌区内外江渠系示意(至1950年前)(资料来源：《都江堰史》.谭徐明，2009)

2 川西平原堰渠体系的发展历程

2.1 堰渠体系的创建期——战国至秦汉

都江堰是在战国末年秦国为统一天下而将巴蜀置为根据地而修建的。 在这一时期因为都江堰的修建，川西平原的河流水系发生了根本性的改变。首先是离堆的开凿，使得川西平原能够通过宝瓶口从岷江分水进入成都平原；再者李冰“穿”成都二江创造了川西平原新的河流，它们沟通了平原与岷江的水路，使川西平原的灌溉和水运交通既有稳定的水源支持，又有通畅的洪水通道。

2.2 堰渠体系的完善成熟期——魏晋至唐

都江堰开凿之初文献只记述了凿离堆即开凿宝瓶口的史实，而并未对渠首工程的其他两大工程进行记载。到了魏晋时期的渠首枢纽工程已经具有类似于鱼嘴的分水设施——堋堰。常璩《华阳国志》记载：“冰乃壅江作堋，穿郫江、检江、别支流双过郡下，以行舟船。”堋堰以其位置和建筑的高低，与宝瓶口或其他河工设施共同发挥作用以节制和调整引水量。

到了唐代，都江堰工程已具有多级控制功能：低水期以分水堰为主，有导流堤起导流和壅水作用；汛期堤堰工程一经冲毁，马上发挥泄洪作用，与宝瓶口共同限制进入川西平原的水量，组成了配合默契的枢纽工程。分水、导流、溢洪综合功能的堤堰工程的出现，标志着都江堰枢纽工程已经进入了成熟期。除了渠首工程，此时期干支渠系扩延也较多，重开了百丈堰，修复了通济堰干渠120 km，将干渠扩展至彭山、眉山，新开官渠堰(即今东风渠)前身，解玉溪縻栆堰等。

2.3 堰渠体系的稳定期——宋代至清朝

《宋史·河渠志》记载，象鼻迎水端宽10尺(约3 m)，中宽150尺(约45 m)，后稍减为130尺(约41 m)；象鼻由7层竹笼堆筑，高约5.5 m。从象鼻分水处至离堆共长250多丈(约750 m)。与今天都江堰渠首枢纽鱼嘴的位置和鱼嘴至离堆的长度以及高度都基本相近。都江堰在宋代有4条主干渠，其分水位置及干渠经行也与今天的可以一一对应，宋代的都江堰与唐代有密切的继承关系，也为元明清所沿袭。元代的文献第一次出现“都江堰”之名，当时都江堰特指鱼嘴分水工程。明代，宝瓶口的名称也在文献中第一次被记载。清嘉庆前后都江鱼嘴、飞沙堰、人字堤等工程名称见诸文献，并沿用至今。

此时期，都江堰干渠以下的渠系迅速覆盖整个川西平原，特别是清初战乱之后，随着经济生产的恢复，支、斗、农、毛渠系在平原上快速重生并扩展。堰渠体系继承性说明了都江堰经过上千年的演进已经稳定。

2.4 堰渠体系的现代化时期——清朝末年至今

清末之后，都江堰受到新材料以及西方现代水利观念的影响和冲击。都江堰第一个现代水利规划——1939年《都江堰治本计划》指出：都江堰在传统的工程建筑和结构下水量调配是粗放的，想通过在渠首段取消鱼嘴而在内外江口建立大型节制闸永久工程，对灌区供水实行总的调节；渠首建闸后，平水槽、飞沙堰、人字堤等泄洪排沙设施废除。这引起了很多争议，李仪祉在《灌县水利之商榷》一文中提到：“砂石有节制，始可以言改良都江堰本身工事，其旧有规则应以不轻加改革为原则，以其有2 000余年之历史，必有特优之点也。所可改良者唯鱼嘴堰堤之构造及量水之法制而已”[2]。对渠首改造、工程新建必须慎重是当时中外水利科学家的共识。

现代化后的都江堰，软筑堰形制变为了硬形制，传统的竹笼工被现代的砌石和钢筋混凝土所替代，都江堰渠系分水处多建现代化节制闸。

3 川西平原堰渠体系的独特性归纳总结

3.1 独特的无坝引水工程型制

黄万里《论都江堰的科学价值与发展前途》(1984年)“应该遵守的不是那些古来制定的工程位置和尺度。那些只是表面上的现象，而应该借鉴实质性的内涵，它们才是先贤启示后世的治水法则。”

都江堰以无坝引水这一巧妙的工程型式，用最少的工程设施运用了上千年而基本没有大的改变。从可持续发展的理念上讲无坝引水的水利型式有利于流域内水资源的公平分配，长久地维持岷江中下游河流的生态环境。

都江堰渠首枢纽工程的设计理念和建筑技术与现代的水利工程完全不是一回事，渠首的每处工程都对河道和沿岸地形、水文条件和水利特性给予了充分的尊重和利用，相互配合协调运作组成了和谐完整的工程体系，而各工程设施功用又各有侧重，共同决定了都江堰引水、排洪和排沙的能力。

3.2 天然河流与人工河流的合一

川西平原由于自古以来长期的水利活动，其河流已经不太能够严格区分出天然河流和人工渠道。这种天然河流和人工渠道的合二为一，使得整个川西平原的水系都可以进行一定的人工调节，而这种调节又是真正建立在对自然客观尊重的基础之上。堰渠体系与川西平原的历史，客观地反映出水利与社会、社会与水利彼此的相互作用。

3.3 堰渠体系对川西平原产生了重大影响

3.3.1 对自然本底的影响

理水调气：堰渠体系是对原生水系的梳理，干、支渠对天然枝状水系的疏淘，斗、农、毛渠的人工开凿修建改变了古蜀盆地地下水的分布，调节了河流水量四季的变化情况，由此改变了古蜀盆地原来的沼泽湿地生态本底，同时这种调节也改变了盆地的大气循环状况。

水土相生：堰渠体系的灌溉作用使得川西平原土壤拥有干湿交替的环境，从而形成了水稻土。堰渠体系的气候、水土调节作用为川西平原农耕提供了相对均质化的生态环境，使得后来川西人居点能够大量萌生。

3.3.2 对经济的影响

通过输排水和灌溉作用，堰渠体系对川西平原的农业生产产生了重大影响。随着堰渠体系的完善和网络化，一方面农田的单产得以提高，另一方面大多中低产田生产条件得到改善，灌区面积得以扩大。

3.3.3 对社会的影响

都江堰是一项由政府主导的巨大而漫长的工程，政府出资主持每年渠首工程、干支渠的岁修和疏淘，剩下的渠系末端工程多需要居民自行组织进行修建和维护，由此而形成了川西平原民间许多关于水利的乡规民约。在政府统一的水利制度下，农户不必为灌溉问题结群而居，也不必结群而斗；在乡规民约下，农户相互协作，共同承担堰渠的修建和维护工作。在此过程中形成的地缘、业缘瓦解了小农经济时代传统村落以家族主导的血缘关系，形成了川西平原村镇特有的地缘、业缘社会组织和结构。

3.3.4 对文化的影响

独特的江源文明是蜀文化的重要来源，水是蜀文化的根本精神。在堰渠体系的影响下，川西平原的人居环境与自然达到了共生共荣的状态。堰渠体系深刻影响并形成了川西特色的道家文化，除此之外，堰渠体系还深刻影响了川西平原村镇文化和民俗风情。

3.3.5 对城乡空间格局的影响

堰渠体系是川西平原的水本底，其对川西平原城乡空间格局产生了重要影响。渠首工程建立以前，居民不停的迁徙，找到了大型村镇的选址地——川西平原扇脊；渠首工程建立以后，堰渠体系的扩张对村镇体系的发展系统性的影响；现代水利工程，由顺应自然变为挑战自然，一是扩大了灌溉面积，二是把不适合耕作的区域也变成了农田。不同层级的渠系对城乡人居环境空间建设也产生了影响。

4 结束语

都江堰是迄今为止年代最久远、仍在发挥重要作用的古老水利工程之一，是以无坝引水和枝状水系发育为特征的水利枢纽。该工程改变了古蜀盆地的沼泽湿地生态环境，造就了如今的“天府之国”——川西平原。都江堰渠首工程闻名中外，为世人所知，然而，都江堰水利工程的伟大性不只是由渠首工程铸就的，散布于整个川西平原的干、支、斗、农、毛渠系也是其不可或缺的有机组成部分，同样发挥着重大作用。如果没有渠系的输水、配水和灌溉，渠首工程就无法发挥相应的作用，只是一个“历史遗迹”。正是各级堰渠调配着川西平原的“水资源”状况，才使得都江堰水利工程两千多年来依旧运行。本文正是通过从城乡规划角度出发，深入解读了其构成、功用和发展历程，说明了都江堰水利工程的科学性和独特性。

[1] 谭徐明.都江堰史[M].北京：中国水利水电出版社，2009

[2] 李仪祉,张任.视察四川灌县水利及川江航道报告(1937年)[C]//李仪祉水利论著选集.水利水电出版社,1988

[3] 成都市地方志编撰委员会.成都市志·水利志[M].成都:四川辞书出版社,2001

[4] 张蓉.先秦五代成都古城形态变迁研究[M].北京:中国建筑工业出版社,2010

[5] 许蓉生.水与成都——成都城市水文化[M].成都:四川出版集团巴蜀书社,2006

[6] 王昌全,李冰.成都平原土壤质量研究[M].北京:科学出版社,2012