自然就是美

李冰-4: 技术

自然就是美

设计先进有创意、执行简单

天地万物的设计，实在是科学而有系统啊，因此在运行时间顺畅、自然、效率高。既然上帝为人类做了一切，人类两袖清风、享受「天体运行，万物生生不息」，认为这些很简单嘛，以为上帝不存在或者没做什么。

上帝有个名字叫自然-- 身为宇宙和规则的创造者，祂自自然然地存在并且会永远存在。为了照顾人类，根据自己的名字和原则（单纯、正直），创造了大自然（适合人类居住的环境）。

人类遵守这个规律（单纯、正直），就会进入有效率有质量的生活。都江堰从大自然取材，也符合大自然的逻辑和节奏，因此能跟大自然共存共荣。

（1）水库（设计）

设计先进有创意

在堤防上塑造尖角，空出一个缺口，再砌个台阶，让江水顺畅地跑下去。

执行简单

设计优秀，因此原理和执行看起来都很简单。

（2）水库（建材）

1. 竹笼

战国时代没有胶结材料或大型的施工吊装机械，想造江心岛完全不可能-- 工匠往河底抛掷石块，逐渐形成一道堤防，但洪水席卷过来，石块又会溃堤。

工匠提议：石块不管用，就摆流笼（竹笼）吧！岷江沿岸盛产大青竹，是竹屋和竹笼的世界。四川人把竹子剖开，浸泡在桐油或石灰里，增加纤维拉力和防腐蚀力。

处理过的青竹，编成直径1.5公尺的「腊肠」（竹笼），枯水期投进河床。

﹡那就来试试看！处理过的青竹，编成直径1.5公尺的「腊肠」（竹笼），枯水期刚刚开始就投进河床。

﹡趁着枯水期疏浚河床，把掏出来的卵石废物利用，就地填装到竹笼里。再用撬杆把沈甸甸的「腊肠」，推到江心岛的预定位置，层层堆栈起来，形成一道瘦小的堤防。

枯水期疏浚河床，把掏出来的卵石废物利用，就地填装到竹笼里

﹡准备几个月之后，进入洪水期。急流冲刷过来，瘦堤防动也不动。成功了！现在不能施工，先编织一大票竹笼。笼眼必须编成大小相等的正六边形，「一眼一石」地用卵石封住。

竹笼原理说明

﹡之后进入枯水期，去干涸的河床加班赶工，填装并堆栈竹笼。瘦堤防逐渐加宽加高了，下一回洪水涌来，仍然稳重地屹立着。经过几年（几个洪枯循环），金刚大堤终于落成。

设计先进有创意

竹笼不跟洪水硬碰硬。它有半透水性，卵石的间隙能提供缓冲，抵销洪水的压力。「柔克刚」，江水钻过一层层竹笼，速度渐渐降低，再也威风不起来。

执行简单

﹡原料（就地取材）：

不用胶结材料，只拿当地盛产的竹木卵石当建材，多方便啊。

﹡装配方式（模块）：

装配模块化，从施工到维修都简单；根据历代的史料和记载，都江堰搭建和维修工程，相当于现代抛石围堰截流工程的三成，，而且没有发生过重大事故。

根据河水流速和当地卵石的直径，灵活地调整长度、直径、圈数和眼孔大小。某个模块（竹笼）损坏或冲垮了，不会对金刚堤造成整体性的影响，只需要在岁修过程进行修理或更换。

元朝投入1.6万斤生铁、明朝投入7万斤生铁来铸造鱼嘴，都被洪水卷走了。在抗战时期，一票水利学者从欧美飞到都江堰来考察，认为流笼需要汰换，实在是费工啊。都什么时代了，哪能这样操劳？

他们热心地建议，发挥现代科技的力量，运用先进的材料和种种力学公式，让自己一劳永逸吧。政府从善如流，认真地研究、执行，一座水泥大坝雄赳赳气昂昂地宣告落成！但是洪水吓人，水泥大坝不久就被冲垮。当局没辄了，再一次动用古老的李冰方案。

2. 羊圈

在水流特别湍急和不产竹地区，改用圆木桩当框架，制造大型木笼（羊圈），原理跟流笼一样，但填充物改成绵羊状的大卵石，体积和重量更上层楼，耐用性更高。

3. 干砌卵石

某些工匠省略竹木框架，凭着特别的砌筑技术，直接堆栈卵石。都江堰地区的卵石属于石英岩，不但质地坚硬，抗磨性超过混凝土，而且渗透性强，让地表水顺利地进入循环。

干砌卵石不用胶结材料，投资少，抗冲力强，但施工难度也特别高。「牵一发动全身」，一个卵石不幸松动了，大片的干砌就会跟着剥落。水泥发明之后，工程改用浆砌卵石。

干砌卵石 (水泥发明之后，工程改用浆砌卵石。)

（3）平时维修（设计）（随时测量并调节水量）

设计先进有创意

经过长期的观察，李冰掌握了洪枯水位的涨落（变化）幅度，制作了三个石人（人形水尺），站在内江。肩膀和双脚是水尺刻度，帮助管理单位随时观测水位并控制引水量，成为世界最早记载的水尺（水位标尺、水则、水位站）和水情测量，是现代水情监测系统的滥觞。

李冰制作石人站在江内，观测水位。（图为东汉重塑）

执行简单

在枯水季节，石人的脚部不能裸露；在洪水季节，肩膀不能淹没。否则就要架设杩槎（读「骂茶」）或羊圈，改变内外两江的分流比例，调节水量。

（4）岁修（设计）（疏浚、抢修）

设计先进有创意

李冰为都江堰制订了维修制度：每年清除河床淤积的泥沙，补强薄弱和损坏的环节。岷江从霜降进入冬季枯水期，水流量小，抢修要抓紧这短短几个月。

﹡疏浚内江和灌溉管道（11月～1月）

在鱼嘴东侧放置杩槎（临时性的截流[挡水]装置），让内江干涸，江水全面注入外江。这时疏浚内江，掏出沈积的卵石，废物利用地填装到竹笼里。

杩槎是临时性的截流装置，用来疏浚内江

﹡疏浚外江和飞沙堰（2月～3月）

第二年立春前后，内江维修完毕了。把杩槎挪移到外江，引导全部的河水流进内江，提供春耕用水。这时疏浚外江，并且维修飞沙堰。

清明节前后，整个都江堰抢修完毕，就能拆除杩槎、放水灌溉了。不要小看「放水日」，它标志出年度性的抢修和放水，牵动成都平原的命脉。

放水灌溉

执行简单

岁修原则是「遇弯截角，逢正抽心」、「深淘滩，低作堰」。

﹡弯道「遇弯截角」

除掉弯道凸岸的锐角，让岷江顺畅地跑下去，不会过度冲刷或破坏河岸。

﹡一般河岸「逢正抽心」，也就是「深淘滩」

掏深河床中央部位，让河水心无旁骛地奔跑。李冰在河床埋下两匹石犀牛，当成掏滩（河床清理和测量）的基准点，看到这两位才算完工。

﹡飞沙堰「低作堰」

堰顶要放低姿态，呈台阶状，才能让洪水翻筋斗。

深淘滩低作堰（挖深河床中央，堰顶放低姿态呈台阶状）

（5）岁修（建材）

设计先进有创意

临时性的截流（挡水）装置，制作过程是这样的：

﹡不用铁钉或任何胶结材料，拿竹绳把三根圆木绑成三角架（支架）。

﹡在支架上再绑几根横木，架设几个平台，用装满卵石的竹笼压稳。这牵涉一些濒临失传的手艺-- 竹绳必须绑得又规律又平整，否则容易散落。师傅站在杩槎之间的空隙，即使散架，也不会被打伤。

﹡杩槎绑牢之后投放到水里，这是个危险（高难度）动作。用两根木料（迎水面）挡水，第三根木料在背后支撑。

﹡在两座杩槎当中，按照顺序系上一层层逐渐加密的拦水物料-- 横向的木棍、竖向的木棍、竹篱笆、竹片篱笆、竹席，最后在垫席上面倾倒泥土或涂敷一层粘土。最后，十八座杩槎靠拦水物料交叉兜拢了，整排列在江水里，形成一道临时性堤防。

执行简单

杩槎的安放、维护和拆除，两千年来有一套传统的施工技术。

1. 需要拆除的时候，身手最矫健的师傅跳上杩槎，用粗绳系住杩槎顶端。

2. 之后挥动斧头砍断竹绳。

3. 岸上十几个壮汉接过粗绳，齐声吆喝着使劲拉扯，杩槎就会解体。散落的木材顺着水流漂走，顷刻间滔滔的江水从这缺口涌进内江，奔向成都平原。

（6）配套工程

除了都江堰之外，李冰也在蜀郡兴办了配套的农田水利工程：

﹡疏导沫水、邛水、洛水、汶井江和石犀溪，并且开凿人工河道羊摩江。（李冰重视人才，根据当地技师杨磨的名字，为羊摩江命名。）

﹡在成都灌溉干渠上修筑了七座桥梁（便民措施）。

传统川盐的来源是天然咸泉和咸石，用原始而粗糙的方式开采。相传李冰发明了「开凿盐井、汲卤、煮盐」流程，在广都进行，这是史籍最早记载的凿井煮盐，巴蜀因而发展出先进的食盐生产事业。

「又识其水脉，穿广都盐井诸陂池，蜀于是盛有养生之饶焉。」（《华阳国志·蜀志》）

「自然就是美」，人类或工程符合大自然的逻辑和节奏，就能跟大自然共存共荣。