教学素材—都江堰水利工程

都江堰

苏教版《技术与设计1》第一章《走进技术世界》任务三，探究技术与自然的关系；

地质版《技术与设计2》第三章《系统及其设计》第一节，揭开系统的面纱；

豫科版《技术与设计2》第三章《系统及其设计》第二节，系统的特性（小贴士）

作为各大版本教材的“经典案例”，四川都江堰水利工程真的是一个很值得大家给孩子们讲的故事。

都江堰在今天看来虽然是遗产，但它绝不仅仅是遗产，因为它至今还在运转，还在保持着青春的活力，不仅如此，而且从历史的进程来看，还有一个逐渐增效的过程。

从数据上看，从它过去所灌溉的数十万亩到民国时期的两百多万亩，进一步发展到如今的千万亩，所以他的整个效益是在逐步提升。

都江堰水利工程体系，除了直接造福工程所覆盖的地区范围以外，它其实还是一个榜样，影响到整个巴蜀地区，在巴蜀地区好多的水利工程都采用了都江堰的方式；第二个影响是在全国范围内，甚至可以说整个东亚大陆，从它的工程技术、工程模式到整个设计理念、哲学理念应该说对整个中国的水利文化都有非常深远的影响。

都江堰水利工程既是古代先贤们系统思想的精华，也是人与自然和谐共处的杰作。

这里，主要从两个角度介绍都江堰，一是都江堰的组成，二是都江堰的科学原理。

都江堰大型水利工程体系分成两个部分.

第一个部分是渠首工程，渠首工程主要有三大主体，鱼嘴，飞沙堰和宝瓶口。

鱼嘴

鱼嘴：利用当地的地形，建一个江心洲，用它把岷江分成内江和外江，由于这个江心洲的前端经过人为建设之后，其形状像鱼的嘴，所以，古人将其形象地称为鱼嘴。由于鱼嘴的选址和整个工程设计建造非常巧妙、科学。可以在贫水的时候，岷江的水六成以上自动流进了内江，而内江就是整个工程体系引水进入成都平原的一条引水道。这样一个工程设计就巧妙地满足了我们这样一种引水，以供成都平原生产生活之需的设计要求。

飞沙堰

飞沙堰：连接鱼嘴和宝瓶口下面人字堤的工程设施，其目的是让内江引过来多余的水溢到外江，避开成都平原，以免造成洪灾，同时，还有一个很神奇的功能，就是，当洪水来临时，飞沙堰可以将洪水带来的大量的泥沙、砂石，巧妙地利用水力学的原理把他们溢出去。

有关历史记载证明，它曾经把重达半吨以上的石头都推出去了。正因为如此，所以飞沙堰的高度大体上是2米左右，不能太高也不能太低，因为太低可能使内江的水大量溢出去，不能满足成都平原生产生活用水需要；太高的话，会使内江的水量太大，经过宝瓶口流入平原以后造成洪灾。

宝瓶口

宝瓶口：经过飞沙堰以后，内江之水就通过 宝瓶口流入成都平原。宝瓶口实际上是玉垒山的山尾。据记载，宝瓶口是人工开凿的，它的宽度以及河床的深度是要控制流入内江的水量，太少成旱，太多成洪。

因为有了宝瓶口，内江多余的水就得到了控制，通过飞沙堰流向外江。

都江堰的第二个组成部分实际上是都江堰大型水利工程的主体部分。具体说就是从宝瓶口以后，内江在成都平原上展开的航运灌溉体系。

这个体系呈树谱状铺张在整个成都平原上，甚至向周边的浅丘陵地区延伸。（话说，我老家，德阳市中江县的乡下，家门前就有一条人工渠，每年夏天就会放水，据说，这水就来自都江堰。）他的具体主要的特点就是，它是由一系列无坝引水的沟渠组成。

“无坝引水”的这样一个工程模式实际上在鱼嘴那个地方就开端了。（鱼嘴就是按照无坝引水的模式，将岷江分成了内江和外江两个部分。）这个功能非常强大，因为在当时整个水利体系当中，主要的沟渠，特别是主要的两条河，都是可以行船的，所以司马迁《史记》中说，“此渠皆可行舟，有余则用溉浸，百姓飨其利。”也就是说，都江堰强大的功能在于不仅满足了生态和城市生产生活用水，还可以交通运输。

整个体系非常完整和完善，正式因为都江堰体系的一种强大的功能，就使得天府之国出现了，也就是说，造就了成都平原包括周边地区的物产丰富，水旱从人，不知饥馑的状态。古书中，把这样一种状态称之为“天府”。

都江堰水利工程的科学原理

1、科学严谨的勘测设计

继承了蜀地上古以来成功技术理念和模式，同时又吸收了来自黄河流域的先进的理念和技术

2、堵疏结合与无引水坝的工程模式

该模式突出的优点是既很好满足成都平原及周边地区用水的需求同时又没有改变江河的形态，因此具有非常良好的生态功能，这是一种非常科学生态工程模式

近代以来的水利工程往往采取拦河大坝的方式，拦河大坝其寿命是有限的，同时还会带来泥沙淤积、改变江河形态的这样一些问题，因此影响到江河和流域地区的生态。从两千多年以来的实践，我们可以看到，都江堰水利工程至今仍然发挥水利功能的作用，不仅如此，而且它还在不断增效，造福人类，造福巴蜀地区，从这个意义上讲，都江堰的水利工程模式是非常具有生命力的，而且是非常生态的，对我们当下包括今后世界的可持续发展其意义显而易见。

3、简单易行的工程技术

都江堰整个的工程体系都是就地取材，这些无坝引水的堤坝主要是用竹笼装上卵石，根据需要灵活搭建。同时，还需要用木头制作的马叉等等，用于临时搭建拦河坝，引水坝。这些材料都是就地取用，而且不会对环境造成永久的破坏，造成后遗问题。

4、因地制宜的治理制度

都江堰有天道酬勤，因地制宜的岁修工程。因为都江堰这些材料所搭建的水利设施不是永久性的工程，所以，每隔一段时间，具体说，甚至是每隔一年以后就需要重新来建设。这就是整个工程需要一种维修的制度，古人称之为岁修制度。“每年小修，三年一大修”，假如碰上洪水造成破坏还会临时增加大修。这样的制度就保证了都江堰水利体系的长期运转，久而久之，这种制度不仅成为政府一以贯之的制度，而且成为民间自觉的社会行为。

5、天人合一的工程理念

道法自然，天人合一。《淮南子》在谈到大禹治水的功绩时说到，“以水为师”。

“道法自然”就是要向大自然学习，也就是以水为师。这个理念，毫无疑问，特别是值得我们今天去认真地领会和学习的，因为我们人类经历了近代以来大规模地改造自然，征服自然的一系列进程以后，实际上已经意识到，把大自然纯粹看成是客体，甚至是看成被我们征服、利用、改造对象的这样一种理念其实是有局限性的。

都江堰所体现的天人合一的理念，人类和大自然，和水亲密相处和谐共生的理念毫无疑问更具有可持续性的，更利于人类的可持续发展的，正因为如此，所以他得到了当今世界和全人类的重视和珍视。

联合国教科文组织把都江堰确定为世界文化遗产，这样的认定，其实是对都江堰所代表的中国的水利工程传统模式以及它所代表的这样一种技术理念尤其是天人合一、道法自然的更利于人类可持续发展的理念的认可和肯定。

对于都江堰来讲，可谓实至名归。

（本文中部分所有图片，视频等资料来自网络，仅做教学使用。）

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