书城童书《水知识篇》(上)
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第3章 地球是个大“水球”(3)

在开凿龙门山后,大禹又在底柱山挖了一条深沟,由孟津往北,连开9条大河,顺着水势,引滔滔洪水往低洼处疏导,终于使白浪滔天的黄河平静下来。“禹疏九河”的传说就是这样来的。

在13年治水的悠悠岁月中,大禹率领百姓日日夜夜与河水搏斗,疏通江河,兴修沟渠,风里来,雨里去,脸变得又黑又瘦。为治水,他手脚上都长出了老茧,指甲磨光了,人得了大病,腿也变瘸了。传说大禹娶妻后三日就离家治水,在13年中,他好几次路过家门,听见自己孩子的哇哇哭声,都没有去看一眼。大禹的这种自责、自励、自强、自己征服自己的精神,激励着世世代代的劳动人民与困难作斗争。

四川巴蜀大地众多的江河中,有一条古老的河流,它就是发源于松潘高原岷山南麓的岷江,是长江的一条支流。这条江水穿过崇山峻岭,千回百转,从灌县城西进入成都平原后,河面骤然开阔,河流显得平坦,流速渐慢。从上游带来的大量泥沙和卵石,逐年沉积,淤塞了河床。古时,每逢汛期,山洪咆哮,如野马奔驰、猛虎下山,人畜房舍付之东流,生息于岷江两岸的人民深受其害。特别是在灌县城西南面,有一座玉垒山,阻碍江河东流。每年的夏季洪水季节,西边往往江水泛滥,东边却常常发生旱灾。相传大禹曾率领部落人民疏导过它。到了春秋时代,蜀王杜宇对这个流域也曾开沟挖渠,排积引水,但都没有驯服它。真正驯服江水、化害为利、为人造福的功臣,要算秦代的李冰和他的儿子了。

在战国秦昭王时期,蜀郡守李冰于公元前227年创建的都江堰,是中国最古老的水利工程,是中国科技史上的一座丰碑,也是中国治水史上的一座丰碑,被誉为世界奇观。都江堰是一纵横千里的水利工程,它的渠首工程,是都江堰灌溉系统中的关键工程设施。现在成为到四川的旅游者必看的景点之一。渠首主要由鱼嘴分水堤、宝瓶口引水工程和飞沙堰溢洪道三大工程组成。2250多年来,都江堰滋润着川西平原。因有都江堰分洪减灾,引水灌溉,才使蜀地有“天府之国”的美誉。都江堰是“天府”富庶之源,至今仍发挥着无可替代的巨大作用,灌溉着1000多万亩良田。而“深淘滩,低作堰”的治水格言,也一直延用到今天。

为了寻查水患的由来,李冰父子翻山越岭,迈着艰难的步子察看岷江地势,掌握了岷江出高山峡谷后河面宽广、流速骤减的特点,发现了可以修渠的有利位置,因势利导巧妙地在这里布置了都江堰的渠首工程。由于玉垒山阻碍江水东流,常造成东旱西涝,李冰决定凿穿玉垒山,把水引向东边。于是就组织了上万民工,凿石开山,打响了都江堰工程的第一炮。因为山石坚硬,开始工程进度很慢。李冰听取民工的建议,先在岩石上开些沟槽,放上柴草,点火燃烧,再往烧热的岩石上浇水,岩石终于开裂。接着就用简陋的铁钎凿向微微开裂的岩石,这样就加快了开凿速度,铁棒磨成针,终于把玉垒山开出了一个20多米的口子。因这段渠道像个瓶口,所以称它为“宝瓶口”。被分开的玉垒山的末端,状如大石堆,后人称它为“离堆”。

为了使岷江水能够东流,除了开凿宝瓶口以外,李冰还采取了在江心中构筑分水堰的办法,把江水分为两支,逼使其中一支流进宝瓶口。

在修筑分水堰的过程中,开始采用在江心抛石筑堰的办法,但是筑起的石堰接连几次都被洪水冲垮了,没有成功。李冰毫不灰心。他看到岷山盛产竹子,并且受到当地人用竹子盖房、编竹笼盛东西的启示,于是就让竹工用竹子加工成长两丈、宽二尺的大竹笼,再把它装满鹅卵石,然后一个一个地沉入江底,终于战胜了急流的江水,筑成了分水大堤。大堤前头形状像鱼头,所以取名叫“鱼嘴”。它迎向岷江上游,把岷江分为内江和外江,西面是岷江正流,叫外江;东面是人工渠道,叫内江,是灌溉渠系的总干渠,水流经宝瓶口再分成许多大小沟渠河道,组成一个纵横交错的扇型水网,灌溉了成都平原千里良田。

都江堰工程为进一步控制流入宝瓶口的水量,在鱼嘴分水堤的尾部,又修建了分洪用的平水槽和“飞沙堰”溢洪道。飞沙堰溢洪道,古时称为“待郎堰”,又叫“中减水”,位置在鱼嘴分水堤和离堆之间。飞沙堰宽200米,是控制进入内江水流量的关键工程之一。夏季洪水时,因宝瓶口宽度限制,堵住洪峰,使宝瓶口前的水位升高,加上左岸张扉岩的支引,使飞沙堰处洪水产生强烈的反冲和顶托,迫使洪水直冲飞沙堰,江水夹带的泥沙也随洪水排往外江。因其作用既能排洪又能飞沙,故名飞沙堰溢洪道。飞沙堰也用竹笼装鹅卵石筑成,堰顶筑到适当高度。当内江水位过高的时候,洪水就经由平水槽漫过飞沙堰流入外汇,以保障内江灌区免遭水淹。同时,由于漫过飞沙堰流入外江的水流的旋涡作用,有效地减少了泥沙在宝瓶口前后的沉积。

鱼嘴分水堤,是李冰根据岷江河流的自然特点,利用水势地形修筑的无坝引水堤,分水堤为半月形堤坝,全长500多米。堤身左侧称“内金刚堤”,右侧称“外金刚堤”,使内江引水渠构成从左向右的弧形弯道,迫使岷江表层水自右向左进入内江,底层水夹带泥沙奔向正流,减少内江泥沙淤积,其作用主要是引水避沙。鱼嘴又是控制水量的重要设施,汛期六分水由鱼嘴分水堤排往外江,四分水分入内江。枯水期则正好相反。

宝瓶口是节制内江水量的关口。经过多年的实际观察,人们掌握了宝瓶口水位的变化与灌溉用水需求的规律,于是,李冰命人在水边刻凿了三个石人,并刻上说明“干毋及足,涨毋及肩,年中水量,以此为度”。意思是说,水少时,水面不要降到石人脚,因为碰到脚时所引之水下游就不够用了;水多时,水面也不要碰到肩,因为引水超过了肩,下游就有可能要发大水了。因此,一年中水量应维持在这两者之间。随着经验的积累,后人在宝瓶口左边的山石上,加划了几十件分划。当水到达11划时,内江灌溉区用水充足,超过19划时,就要向外江排水。因此,宝瓶口上的石人和几十件分划,是我们文明古国最早的水位标尺。用现在的话来说,宝瓶口实际上还是个水文观测点。宝瓶口引水口是内江进水咽喉,是内江能够“水旱从人”的关键水利设施。

宝瓶口自然景观瑰丽,有“离堆锁峡”之称,属历史上著名的“灌阳十景”之一。

太湖流域除了水体污染之外,还有洪涝灾害的威胁。太湖流域有3万平方千米为平原,占流域面积的六分之五,地势十分平坦,因此一遇稍大的降雨,即发生泛滥,极易成灾。在总体上讲,太湖流域虽然水资源量较为丰富,但是流域农业发达,又是水稻高产区,农业用水量特别大。加上近年来乡镇工业发展较快,工业用水量也大大增加,这样水资源量已出现供需矛盾,据初步计算,遇到干旱年,需从长江引水100亿~200亿立方米。

为了解决这些问题,经过长达27年的讨论研究,于1985年7月出台了太湖流域综合治理方案。这一方案同时考虑防洪、供水、航运和环境保护,按照“统筹兼顾、综合治理,全面发展、分期实施”的方针,安排各项措施。治理方案的主要措施包括十项骨干工程。

十项骨干工程可以概括为“拓浚河道,加固堤防,增设抽水”三大类,总计拓浚和新建河道达20条,总长454千米,土方2亿多立方米,加固和新修湖堤、河堤共560千米。在长江沿岸和杭州湾增设抽水站7处。大部分既可排水又可引水。这些工程建成后,能起到丰富水源、改善水质、免除洪涝、控制调度等作用。

综合治理方案在沿长江一线拓浚和新辟河道7条,并增设7座抽水站,这既可把流域洪水和地区涝水排入长江,又可引长江水补充流域水量之不足。据初步计算,最大引江能力达每秒1000立方米。引水沿线经过太湖西部缺水地区,既满足了该地区工农业用水的需要,同时可以将大量的水引入太湖,经太湖调蓄后,供给杭嘉湖地区和黄浦江,解决这些地区的用水需要。从长江引水,并经太湖调蓄,将水送到各用水地区,是太湖流域长期供水计划的主要措施,可以保证流域内今后经济发展对水资源的要求,也是地区经济发展的主要基础设施之一,它将大大改善这一地区的生活环境和经济环境。

淮河是我国七大河流之一,全长1000余千米,位于长江和黄河之间。淮河发源于河南省桐柏山区,横贯安徽省北部,流入江苏省后汇入洪泽湖,是洪泽湖的主要补给水源。

淮河历来就是一条特殊的河、麻烦的河。

淮河处于一个非常特殊的地理位置上。它是南方多雨气候和北方干旱气候的接合部;是北半球亚热带和温带的接合部;又是沿海和内地的接合部。在地球上,这种接合部是典型的多灾地区。

麻烦还在于气候多变。如淮河南部大别山区,最大年降水量可达2000毫米以上,而北部平原区只有200多毫米。全流域的年降雨量虽是800多毫米,但仅汛期3个月却常集中降雨500~600毫米。丰水年和贫水年的降水量平均相差4~5倍,碰上特殊的年份,如1954年的水年和1978年的旱年相比,相差达30~40倍。

淮河的地形上陡下平。在1000余千米河道中,上游河道占1/3,水面落差较大,平均每百千米下降50米,进入中游平原区,河道坡降突然变缓,变为每百千米下降3米。所以,淮河水出山区后,便在原地打转转,就是流不下去。

真正给淮河带来麻烦的是它的“大哥哥”黄河。历史上,黄河多次裹带巨量泥沙改道。公元1194年,黄河从阳武决口,霸占了淮河的河道,这就是通常所说的“黄河夺淮”。

黄河霸占了淮河的河道达600余年。一直到公元1855年,黄河再次在兰考钢瓦厢决口,扭头北去。黄河虽去,淮河却面目全非,风华尽失。至今流下四大后遗症:一是由于黄河带来大量的泥沙,使淮河的入海通道被淤毁,淮河成了一条排水不畅的“无尾河”;二是下游淤出一个浩浩荡荡、湖底高于河底1~2米的洪泽湖,淮河水要入海,先得“爬进”洪泽湖;三是淮河主干道淤积严重,年复一年,成了“悬河”;四是淮北支流淤积严重,渍涝盛行。

正是由于这样一些原因,淮河总是多灾多难。

千百年来,筑堤防潮是沿海群众防御潮灾的最有效手段之一。特别是平原地区,如果缺少堤防守护,潮水上涨可一泻千里,其危害不堪设想。在过去,人们在沿海平原滩地上建有不少堤坝。在众多堤坝中,最负盛名的莫过于范公堤了。

范公堤,是指北宋时期范仲淹率领百姓修筑的捍海堤。它位于江苏沿海,地处长江口以北,俗称苏北堤,北起阜宁,南至启东的吕四,全长500多公里。远在唐代(公元766年),当时的黜陟使李承受朝廷派遣巡视苏北时,发现沿海一带的风暴潮严重威胁着盐场和农田,便令地方官员动员民众,修筑了由阜宁至盐城的防潮堤,挡住潮水内灌,保证了盐场和农田的丰收,故誉此堤为“常丰堰”。此堤至五代延至东台以南。后经数百年潮涌浪激,平日又不注意维修,到了北宋初年,常丰堰早已名存实亡,失去了防潮能力。这时范仲淹受命为西溪(今东台县城西)盐官,正值秋潮鼎盛时期,潮水为患肆虐,百姓流离失所,盐田荒芜,民不聊生。范仲淹巡视灾区,耳闻目睹百姓的惨状,毅然上书朝廷并获准修建海堤,经过3年的艰辛,终于在1023年建成了百公里长的海堤。雄伟的堤身犹如一道海上长城屹立于滨海,抵挡住狂泻潮水的进,百姓誉之为“捍海堰”。海堤建成后,随即产生了效果,当年秋收丰盛,3000户流民定居下来,渔盐各业复苏兴旺,后人为表彰范仲淹修堤的功勋,将捍海堰更名为“范公堤”一直延续至今,成为千古佳话。

当初建成的捍海堰,大致位于盐城至东台一线。这道约百公里长的海堤,高约5米,底宽10米,面宽约3米,为夯实的土堤。在河流穿堤入海处则有砖石加以围衬,并在堤内插柳植草,以固堤防。施工技术完善,有些措施至今仍在沿用。如插柳植草,既能保护堤防,又可美化环境。明代诗人曾以“参差万柳障遥天,翟拂芳堤捍海边”的诗句加以赞颂。

范公堤的作用为历代廉正官吏所共识,都纷纷作为任期内的一项保民安邦之举而加以修缮,使得范公堤得以维护和扩充,逐渐向南北延长。突出的有狄遵于庆历年间(公元1041~1049年)在通州境内修建的“狄堤”,张子正和魏钦在淳熙年间(公元1174~1190年)修建的“桑子河堰”和“泰州月堰”。到南宋时,海堤已北抵阜宁,南达吕四,连成一线。在历代修建的海堤中,以范仲淹建成的海堤最为壮观,真正体出了他自己标立的“先天下之忧而忧,后天下之乐而乐”的座右铭。后人为怀念范仲淹的为人,就把整个苏北沿海大堤统称为范公堤。

后来,历经元、明、清、民国时期,又多次维修范公堤,都未超过原先的规模。直到新中国成立后,沿岸人民,特别是启东县群众,在老石堤挡浪墙的基础上,不断加固、扩建范公堤,先后投资近2亿元,用了300万吨石料和大量土方,筑成了30多公里长的混凝土标准堤。近十几年来,随着改革开放和经济发展的需要,一座现代化的高大的防潮海堤,出现在与范公堤相平行的海岸线内侧,在防潮保地方面正发挥着巨大的经济和社会效益。

据不完全统计,我国其他沿海地段为防御风暴潮的侵袭,已筑起海堤1.2万多公里,其中标准海堤长度已达3000多公里。1992年我国沿海发生的近百年罕见的一次特大潮灾中,福建省200多公里达标海堤无一决口,保护了4万多公倾农田和120万人民群众生命财产的安全。浙江沿海的堤坝,在这次特大潮灾面前也显示了其防潮作用,凡是形成闭合区的标准海堤,堤内人民生命财产均安然无恙,如温州市管辖的标准海堤就较好地抗御了这次特大潮灾。