登陆注册
32955000000008

第8章 泽被万代――水利

世界也孕文育明了是中从华水文开明始。的,黄河、长江例如京杭运河,它有两千多公里,被称为是世界上第一长的运河。中国水利工程除了运河之外,更多的是防洪、灌溉的作用。著名的第一次中国的水利高潮,发生在秦代。

两千多年以前,中国大一统以后,在水利工程的建造方面,有一个划阶段的工程。其中以都江堰,灵渠和郑国渠最为显赫。

它们被认为是秦汉的三大水利工程。

都江堰被认为是防洪、灌溉、航运,城市供水和环境保护这五个方面都很优秀的一个工程。

都江堰

人称天府之国的成都平原,在两千多年以前,却因无常的旱涝灾害贫瘠而荒芜,因此世世代代的川西人民,铭记着一个普通而伟大的名字,李冰。公元前251年,李冰受命于秦昭王,任蜀郡太守,从此开始了漫长而艰辛的治水历程,而他也因此留下了名垂千古的伟大的水利工程,被称为镇川之宝的都江堰。

李冰充分总结了过去人们与水患做斗争的经验教训,带领百姓凿山修渠,在岷江中心修筑了一道分水堤,这被称为鱼嘴的分水堤是在江心沙滩上,利用人工手段及竹篓装石头的办法堆筑起来的。因为它前面形似鱼的嘴,所以叫鱼嘴分水堤。

鱼嘴把闽江分成一条内江和一条外江,内江引水灌溉,外江泄洪排沙。为保证内江的水流不因太大而成灾,李冰又巧妙地设计修建了宝瓶口,离堆,还有飞沙堰。由离堆和山壁形成的宝瓶口,像一个巨大的瓶颈,只允许通过适量的水。洪水期时,内江中多余的水和沙石漫过飞沙堰泄洪到外江,在枯水期时,飞沙堰又是极好的拦水坝,能很好地保证成都平原的用水。

都江堰是我国最古老的大型水利工程,因为它的修建,使成都平原成了沃野千里、食无荒年的天府之国。这在世界水利史上,也是一个伟大的创举。都江堰的成功与李冰创立的科学修整河道的方法分不开。他总结的六字岁修原则与治水八字真言直到20世纪仍是水利工程的瑰宝。

受益匪浅的后人为了纪念李冰的智慧,以及他和儿子在工程修建中付出的艰辛,将这座依山修建的建筑,命名为二王庙。人们在轰鸣如雷的水声中,向他们默默致敬,李冰父子成了万人景仰的对象。

如果说雄伟的万里长城显示出秦始皇的尚武精神,那么都江堰分明体现着李冰顺应自然,改造自然的自信。赵朴初先生就曾写下赞美的诗句“是宜与长城,并耀秦汉代,长城久失用,徒留古迹在;不如都江堰,万世资灌溉。”今天的都江堰人,依然铭记着李冰的功绩,每年的清明,都江堰都迎来仪式性的放水节,人们用一种浓烈的外在形式,表达对李冰父子绵绵的感激之情。

已经屹立了两千多年的都江堰水利工程,是世界水利工程建筑史上的奇迹,它造福千年,至今不废。都江堰还是联合国的人类文化遗产之一,它的这些治水思想和一些工程技术,在我们今天还有很深的借鉴意义。

灵渠

灵渠渠首是被称为大小天平坝的拦水大坝,它们将湘水一分为二,一部分经由南渠流入漓江,从而达到分湘入漓,连接长江水系和珠江水系的作用,而另一部分则曲折一段之后,回到湘江的主河道。根据两点间直线最短的道理,人们知道这样曲折的路线,并不是最近的方案。为什么要舍近求远呢?这是因为落差。湘江和漓江这条小支流的落差是7米,这意味着要建7米以上的大坝,而这在当时是不可能的。秦朝工程师的做法是将大坝向上游移,这里地势更高些,大坝高度只需两三米就可以,这在秦朝是不难做到的,付出的代价就是增加南北渠的长度,不仅如此,北渠被开掘成弯弯曲曲的样子,这无疑使工程量大大增加,这又是为什么落差对于灵渠这条运河来说,至关重要,直线形的渠道工程量小,但是落差大,顺流而下的船速难以控制,对于逆流而上的船上陡坡,更是难上加难。如何解决这个难题呢?秦朝工程师将南北渠道开掘成弯弯曲曲的样子,虽然工程量加大,但落差减小,水的速度减缓,行船变得很容易控制。如此用心良苦,那么是如何解决工程量增加所带来的施工难题呢?最主要的工作就是挖山,但当时还没有发明炸药。当时的做法是什么呢?就是架着木柴烧岩石,烧了以后很快就拿冷水泼它,岩石热胀冷缩以后,就产生一些裂缝,这样的话再去挖它,就比较容易一些。

沿着南渠蜿蜒前行,这段渠道称作秦堤,历史上曾记载,这里屡屡决堤,因此是有名的险工段,这是为什么呢?答案还是落差。为了保证一定的水位,使从小天平坝下行的水能够直接流到漓江里去,这里的水位与湘江故道的水位落差有5~7米,由于落差很大,水的侧压力很大,这样一旦洪水爆发,很容易把堤坝冲垮。从而增加了施工难度。传说在就要交工的时候,有两位工程师,都因为南渠秦堤神秘崩溃而相继被杀,而造成溃堤的罪魁祸首就是江中一条恶龙,第三个工程师李工匠求助于神仙,依据飞来石修堤。飞来石与基底岩石相连,用它做一个石桩来修堤,就可以抵抗很大的侧压力,即使渠水很满的时候,它也能抵抗住洪水的冲击。也许这只是个传说,但古人在没有钢筋水泥的年代,就想方设法抗击洪水,确是事实。

当时的做法就是用石块垒砌起来,每一块石块的重量都是相当大的,当然抵挡水的冲刷的能力就很大、很强,但问题是,各块石头之间的缝隙怎么办?古代经常用的办法就是用糯米熬成浆,然后把它和石灰、三合土搅拌在一起,做成像现代水泥一样的黏合材料一层一层黏合起来。这样起到了防止渗漏作用。现在灌浆的技术,已经远远超过古人。现在甚至是几个很细小的微小的裂缝,都可以用高压灌浆的办法,让很细很细的水泥,沿着这样一些裂缝渗到很里面。

秦朝的史禄带领工匠们呕心沥血,历时四年方才大功告成。值得欣慰的是,灵渠诞生不久,秦始皇就挥师南下,很快攻占了众多城池,并设置郡县,使岭南地区从蛮荒之地,逐步发展繁荣。这其中灵渠在经济往来,农业灌溉,边防固守等诸多方面,扮演着至关重要的角色。

到了唐朝,由于灵渠是南北物资交流的要道,而显得格外忙碌。新的问题随之而来,由于灵渠渠小水浅,一年有四个月枯水期不能通航。这对经济上影响很大,古人并没有因此向自然低头,他们设计了一个绝妙的机关,即使水浅至此,仍然可以行使万钧大船,这种使用了一千多年的设施,被称为陡门。

今天人们可以模拟古人使用灵渠陡门的过程。首先将建造陡门用的松木,竹子类的材料进行加工。渠的底部有小孔用来固定小陡杠,它与面杠和底杠一起抗衡渠水的压力。绳子连接的三根竹竿称作麻脚,木片编织起的篱笆称为水拼。这是最为关键的陡垫。三者组成拦水的大门,绳子用来穿起所有的陡门材料,防止开启陡门时被水冲走。把绳子从牛鼻中穿出,如同预期的那样,水位缓缓上升。

灵渠陡门是中国人使用的最早的运河船闸技术,它的原理与现代船闸完全一样,只是松木竹子的陡门变成了钢铁的闸门。

小浪底水利枢纽工程

黄河上已经建成了一系列的大坝,像盐锅峡,刘家峡,青铜峡。它的作用除了发电之外,可以防洪。如果上游出现洪峰了,它可以把闸关起来,暂时把洪峰蓄到水库里面,使下游不至于流量太大造成泛滥。灌溉的功能现在当然是更显著了。中国的水利方面,灌溉方面的能力,在世界各国中居首位。还有环境保护,改造我们的水环境,使城市风貌更加漂亮一些。目前北京、上海都在做大型的城市水环境的治理工程。

从黄河中游向下游过渡,出了峡谷以后最后一道水利工程,就是小浪底水利枢纽工程,这个水利枢纽,主要的作用就是防洪、拦沙,由于黄河在峡谷区有一些降雨的暴雨区的产生,因此它在小浪底如果能拦蓄一下,对下游河道水量,可以有一个比较明显的调蓄作用。

1997年10月28日,随着最后一车石料的投入,小浪底水利枢纽工程胜利合龙,这标志着中华民族几代人历经半个世纪的梦想实现,也标志着我国,乃至世界水利建设史,揭开了新的一页。

小浪底位于河南省洛阳市以北40千米,黄河中游最后一段峡谷的出口,上距三门峡大坝130千米,下距郑州,京广铁路128千米,是在三门峡以下惟一能够取得较大库容量的坝址,也是能够有效控制下游水沙的关键性工程。小浪底水利枢纽是黄河干流上一座以防洪减淤为主,兼顾供水、灌溉、发电,综合利用的水利枢纽工程。在治理开发黄河的总体布局中,具有重要的战略意义。

2001年,小浪底水利枢纽建设全部完成以后,黄河下游的抗洪能力将从抗击六十年一遇,提高到千年一遇。春秋季节有效地控制下游泄洪量,能基本解除下游雨汛造成的威胁。大坝建成后,水库库容将达到126.5亿立方米,其中76亿立方米水库库容将拦沙一百亿吨,减少下游淤积77亿吨,相当于下游河床20年不再淤积抬高。一般年份,还可以为下游增加供水40亿立方米。一年一度的山东河段断流现象,将随着小浪底工程的建成而不复存在。

小浪底水利枢纽将安装6台,共180万千瓦发电机组。年平均发电量51亿千瓦小时。在以火力发电为主的中原地区,小浪底所具有的电网调度能力,将发挥巨大作用。

黄河是世界上输沙量最大的河流,平均每年夹带着16亿吨的泥沙滚滚而下,其中有4亿吨淤积在下游河道上,致使河床越来越高,成了举世闻名的地上河。太多的泥沙就像人的血脂太高那样,阻碍了这条大动脉的畅通。而小浪底工程,就是在这条大动脉上做一次大手术。然而,小浪底地质条件复杂,水沙条件特殊,在这样一个地方建设特大型水利枢纽工程,被中外专家公认为是世界上最复杂,最困难的工程之一,极具挑战性。因此参与工程的每一位设计者和建设者,每走一步,都需慎之又慎,用专家们的话讲,就叫做“如临深渊”“如履薄冰”。

其挑战性表现在,第一,实测最高含沙量达每立方米941千克所形成的世界上最复杂的工程泥沙问题;第二,河床深达80余米沙卵石覆盖层的防渗处理问题;第三,一百三十多米水头形成的高速含沙水流,对洞室的磨蚀问题;第四,在一平方千米的山体内,集中开发108条地下洞室的围岩和进出口山体岩石高边坡处理等等。针对以上种种课题,小浪底的建设者们,继承了先行者半个世纪的探索,依靠科学的方法,凭借现代化的施工手段,攻克了难关,并创下了水利建设史上三项世界纪录和多项中国之最的奇迹,以实际行动迎接着这一跨世纪工程的挑战,用鲜血铸造着一座中国水利建设史上的世纪精品。

解放前我国没有兴建过一座混凝土拱坝,新中国成立后,从零开始,现在已发展成为世界拱坝建设大国。拱坝形体设计从过去的手工设计发展到现在的优化设计和计算机辅助设计,成功地解决了狭窄河谷大流量泄洪耗能,岩溶地区高拱坝防渗,复杂地区加固处理,一系列科技难题。到1998年年底,我国已建成高度在30米以上的拱坝521座,水库8.5万座,居世界第一位。其中二滩拱坝高240米,是目前中国的第一高坝,世界第三高坝。

万里长江第一坝,葛洲坝,它的成功修建和科学的管理运行,标志着新中国的治水筑坝技能达到了国际先进水平。它为我国进军大三峡,建好管好大三峡提供了宝贵的经验。

三峡工程是当今世界最大的水利工程,也是我国治理和开发长江的关键性世纪工程。它所遇到和解决的科技难题,有多项创下了世界之最。

三峡工程

三峡工程建成后,库容量可达到393亿立方米,发电装机总容量可达1820万千瓦,可使下游京江河段防洪标准由不足十年一遇,提高到百年一遇,有利地减轻了长江中下游洪水的威胁。

盛世水利兴,科技助工程。目前全国正在建设的重点水利水电工程,还有近30个,遍布祖国各地,它们必将为我国经济的持续发展提供有力的保证。

当然今天水利工程的规模同古代是不能相比的,古代的大禹、王景、李冰恐怕想都想不到我们今天有这么大的水利工程。但是无论是治水思想,还是工程技术本身,它都在不断地继承汲取发扬光大,继往开来。

大家都熟知大禹治水。在大禹治水之前呢,禹的父亲鲧来治水,结果失败了。为什么失败呢?他用的技术是湮堵洪水,把洪水堵起来不让它继续泛滥,结果在当时的生产力水平下,他做不到,于是他失败了。禹继承他父亲的事业,继续治水,十三年三过家门而不入,最后他成功了,并且他的儿子启建立了第一个中央集权的奴隶社会王朝,就是夏。为什么大禹能够成功呢?古代记载他的治水的思想就是疏导,因势利导。

世界上许多国家对治水的思想,也在不断探寻。比如水利对环境的影响,都江堰被评价为五佳工程,五个方面都是很好的。评说秦代三大水利工程,都江堰,郑国渠,灵渠,都延续了2200多年,用现在的话来讲,就是可持续发展。要做到可持续,就必然要顺应自然规律,现在的水利工程是对古代的一种发展,这种发展的趋势和发展的规律是必须尊重历史价值的。

涪江是嘉陵江的一条主要支流,它流到下游的水质和水量直接影响长江的水质和水量,因此科学配置水资源,改变过去无节制的用水习惯,树立为下游节约用水的意识,成为四川省绵阳市规划利用水资源的当务之急。绵阳市水利局组织专家,根据涪江不同季节的水量、水情和水质的变化,建立了一套水资源需求调度的综合数据信息管理系统,把辖区内的涪江划分成若干个河段,科学地规划了水源保护区,饮用水源区,工农业用水区,景观娱乐区,排污控制区和下游水质水量监测区。绵阳市水利局还编制了企业,居民,餐饮和机关单位等41个行业,322个种类,400多种产品用水定额的科学指标,并根据这个指标对全市的用水统一进行计划调配,严格控制用水总量。

生产化肥的四川省绵阳市联星化工厂是位于涪江西岸的用水大户,这家化工厂每天都要向涪江排放一万多吨生产废水,给水资源造成了严重污染。最近,环保水质检测人员在实地提取水样时发现,联星化工厂的污水口变小了,排放量还不到过去的十分之一,经过质检人员的调查,原来这家化工厂安装了先进的循环用水设备,现在每天生产排放出的一万多吨废水,经过处理后,有97%又回到了车间被重新利用。

经过测量和计算,专家们发现,涪江下游的流量小于每秒50立方米时就会影响到生态环境的平衡,于是它们设计了自动化观测设施和自动控制系统。对水量进行全天24小时的监控,如果来水量达不到每秒50立方米,立即减少或停止上游饮水工厂的取水,确保下游能够获得正常的流量。同时在涪江的下游,水利部门还专门修建了三江蓄水工程,对流出辖区的河流水量和水质进行全面的监控。

同饮一江水,共护母亲河。四川省绵阳市对水资源采取的科学规划,合理配置的科学用水方式,不仅保证了自身经济建设的可持续发展,而且形成了与下游地区共同开发,共同发展的良好合作机制,实现了科学合理地利用水资源的目的。

同类推荐
  • 求知文库-生物工程的发展

    求知文库-生物工程的发展

    本书介绍了生物工程和生物技术方面的知识。从生物工程的历史发展讲起,讲解了生物工程给人们的生活、工作带来的巨大影响,给出了具体的事例说明。
  • 科学博物馆

    科学博物馆

    台湾国立自然科学博物馆位于馆前路,健行路、西屯路、三中路交会处,是国内第一座科学博物馆,属十二项建设“文化建设”之一,占地广大。全馆拥有最现代化的科学设备,规模可与其他先进国家比美。馆内可分科学中心、太空剧场、立体剧场、资讯大楼、生命科学厅、中国科学厅、地球环境厅等建筑,馆内的陈设结合科学资讯与声光效果,达到寓教于乐的效果。太空剧场是一个内部倾斜30度的半球体空间,全天候影片放映,身历其境的感受,是最受游客欢迎的项目之一。
  • 奇思妙想搞发明

    奇思妙想搞发明

    本套系列丛书推出10辑,主打科技牌。少年儿童要想成为一个有科学头脑的现代人,就要对科学知识和科学热点有一个广泛的了解,这样才能激发他的兴趣和爱好。
  • 中国古代科技大观

    中国古代科技大观

    从世界古代文明发展史看,中国早期的文明是落后于古巴比伦、古埃及以至古希腊的。但是,到公元前21世纪,充满智慧的中国人发明了青铜冶炼和生铁冶铸技术,加快了文明发展的速度,所以发展到公元前三四世纪,中国的科学技术开始达到世界先进水平,开始创造出工业史上、医学史上、天文史上等等一系列璀璨的文明硕果。
  • 福柯与性:解读福柯《性史》

    福柯与性:解读福柯《性史》

    在《性史》中,福柯所写的并不是一部人类性行为的编年史。他探讨的是:这么多世纪以来,把性与真理的追求连结在一起的线索是什么,人们是如何和为什么要到性当中去求得关于自身“真理”的知识的。这本《解读》也可作为一种“代读”——代替那些想了解福柯又没有精力读他的书的人来读一读福柯,使他们通过笔者的阅读来了解福柯。到那时,他们就会自己去阅读。这正是本书的目的之一。
热门推荐
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 王俊凯你是我今生的劫

    王俊凯你是我今生的劫

    小时候的童年无忌,长大的再次相遇。会让他们两个人擦出怎样的爱情火花?他们的爱情路又会有哪些坎坷?能否克服种种,有背负着怎么样的血海深仇?面对流言蜚语他们会被击倒,还是勇敢面对。请看王俊凯你是我今生的劫
  • 青璃花开花落

    青璃花开花落

    忘川之下,伊人独立。她只是一平凡宫女,却被卷入宫斗中。当他们爱上她,是绝世的好姻缘,还是不该有的红线?
  • 青春不要留白

    青春不要留白

    有没有一个人是不管你变成什么样的他都会喜欢你;有没有一个人是你不管多么优秀他都不会选择你;有没有一个人是他一直陪伴在你身边可你却没有和他在一起的人,他(吴世勋)、他(某晓飞)他(蓝雨)女主角用自己的努力获得了三个男生的不同感情。亲情、爱情、友情,我改何去何从?(此作品既然大家不喜欢我也不知道如何删除,只好选择放弃这本书了,还有如果大家觉得我里面涉及到的人物大家无法接受那我道歉,对不起大家,在以后的作品中我会注意,多加改进的。)
  • 豪门姻:前夫,还爱我吗

    豪门姻:前夫,还爱我吗

    度蜜月的时候,他和小情人甜蜜通话;她不介意,因为这场婚姻本来就是一纸合约;皇甫锡就算是个叱咤商场女总裁,但依旧和其他女人没什么不同,爱上一个人,会流泪,会心疼。可是伍少墨偏偏就不把她当一个普通女人,他们关系很微妙,既是青梅竹马,又是商业对手,甚至……
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 陌上九天

    陌上九天

    我发誓要成为强者可是谁也不对我抱有期待如果那些人才是正确的话我会与世界为敌还有就是,我才不会成为虚伪的大人,我就是我,我是陆沉!
  • 问道太仓

    问道太仓

    莫问来到了一个光怪陆离的世界。这里有神、仙、妖、魔、鬼、人六界,杀戮和战争是这里的主调。多重灵魂的莫问为何会来到这个世界?他会在这个名为太仓的世界,留下怎样的故事?——————因为本人爱玩轩辕剑、仙剑系列游戏,本书部分背景设定有参考这两个游戏,但是内容绝对原创。
  • 英雄联盟之地球之巅

    英雄联盟之地球之巅

    什么?几万年前地球还有人生存?一个名叫李旸男孩穿越啦,这是哪?几万年前?还是……几万年后...
  • 万能板砖系统

    万能板砖系统

    “林峰自己都不知道被板砖砸死”,简直是奇耻大辱呀!,这时,恭喜激活板砖系统,我去该不会是你把我砸死的吧,系统:。。。只是巧合而已,对就是这样。