通俗灌溉史-“古代灌溉工程”
说到灌溉工程，远古的时代因劳动工具的落后，无法做到建造一定规模的水利工程，能够用打水，运水工具浇灌自家的两亩三分地已经是可以的了。只有到青铜器时代后期，铁器的出现给了秦帝国的机会，修建成了郑国渠和都江堰。放下郑国渠先不表，只说那都江堰。公元前256年—前251年秦朝，李冰被秦昭王委以蜀郡（今成都一带）太守。在今四川省都江堰市（原灌县）岷江出山口处主持兴建了中国早期的灌溉工程都江堰，因有水灌溉，可以种植高产的水稻，立马让成都平原富庶起来。据《华阳国志·蜀志》记载，李冰曾在都江堰安设石人水尺，这是中国早期的水位观测设施。这个李先生，他还在今宜宾、乐山境开凿滩险，疏通航道，又修建汶井江（今崇庆县西河）、白木江（今邛崃南河）、洛水（今石亭江）、绵水（今绵远河）等灌溉和航运工程，以及修索桥，开盐井等。他也修筑了一条连接中原、四川雅安市山区与云南的五尺道。老百姓怀念他的功绩，建造二王庙宇纪念李冰及其子李二郎治水的事迹。
话说那李冰，在建设都江堰有许多令今天的工程师也敬佩之处，那是在宝瓶口的修建过程中，李冰父子邀集了许多有治水经验的农民，对地形和水情实地勘察，决心凿穿玉垒山引水。当时还未发明有火药，不可能用肉去开山啊，何以开山凿渠，李冰便让人用火烧石，那真是“灼”渠，使岩石爆裂，终于凿出了一个宽20公尺、高40公尺、长80公尺的山口。因其形状酷似瓶口，故取名“宝瓶口”，把开凿玉垒山分离的石堆叫“离堆”。
这样一来，宝瓶口使岷江水能够畅流向东，减少了西边的江水流量，不再泛滥，同时也解除了东边地区的干旱，使那里的良田得以灌溉。这是治水患的关键环节，也是都江堰工程的第一步。
图 1. 都江堰工程示意图（外江闸是后来修的）
要知道宝瓶口引水工程虽然起到了分流和灌溉的作用，但江东地势较高，江水难以流入宝瓶口。为了使岷江水能够顺利东流且保持一定的流量，发挥宝瓶口的分洪和灌溉作用，李冰更加兴奋，再次动工，在岷江中修筑分水堰，将江水分为两支：一支顺江而下，另一支被迫流入宝瓶口。由于分水堰前端的形状好像一条鱼的头部，所以被称为“鱼嘴”。
那个鱼嘴将江水一分为二：西边称为外江，它沿岷江河雨顺流而下；东边称为内江，它流入宝瓶口。内江窄而深、外江宽而浅，这样枯水季节水位较低，则60%的江水流入河床低的内江，保证了成都平原的生产、生活用水；而当洪水来临，水位升高，大部分江水从江面较宽的外江排走，这种自动分配内外江水量的设计就是所谓的“四六分水”。
更加精细的考虑后，这个李大师为了进一步控制流入宝瓶口的水量，防止灌溉区水量忽大忽小、不稳定的情况，李冰又在鱼嘴分水堤的尾部、靠着宝瓶口的地方，修建了分洪用的平水槽和“飞沙堰”溢洪道，以保证内江无灾害。溢洪道前修有弯道，江水形成环流，超过堰顶时洪水中夹带的泥石便流入到外江，这样便不会淤塞内江和宝瓶口水道，故取名“飞沙堰”。
飞沙堰采用竹笼装卵石的办法堆筑，堰顶做到比较合适的高度，起调节水量的作用。当内江水位过高时候，洪水经平水槽漫过飞沙堰流入外江，使得进入宝瓶口的水量不致太大，保障内江灌溉区免遭水灾；同时，漫过飞沙堰流入外江的水流产生了游涡，由于离心作用，泥砂甚至是巨石都会被抛过飞沙堰，因此还可以有效地减少泥沙在宝瓶口周围的沉积。如此科学的设计，今天的水利工程技术人员也甘拜下风。
为了观测和控制内江水量，李冰大人又命人雕刻了三个石桩人像，放于水中，以“枯水不淹足，洪水不过肩”来确定水位。还凿制石马置于江心，以此作为每年最小水量时淘滩的标准。这样既形象又实用的水文观测方式也是令众人叹为观止。
郑国渠和都江堰让秦朝有了充足的粮草，有了足够强健的兵马，为统一中原，完成中国的统一大业奠定了坚实的物质基础。更难能可贵的是建于2250年以前的都江堰工程至今仍在运行，灌溉着1130多万亩的田园。
图 2. 现今都江堰渠首全景图
讲完了成都平原的都江堰，不得不提到同样建于秦朝（公元前219年），完工于秦始皇33年(公元前214年)的广西境内的古老灵渠。公元前221年，秦始皇统一6国(韩、赵、魏、楚、燕、齐)以后，始皇高兴、兴奋、激动，想想六国也没有了，这辈子也太平淡了，与众大臣一说，恢复统一的旧周朝国土已经不是想要的了，乘着自己还有战无不胜的、厐大的军队，把周边的小国或小地方也占了得了。秦始皇坐江山就得坐稳江山，坐大江山，他下令向岭南地区进军。“使尉屠睢将楼船之士南攻百越”。用了五十万攻无不克的精锐部队，兵分五路，向百越之地（今广西、广东、江西、福建和浙江）推进。其中向现在江西余干县前进的一路军队，势如破竹，一举攻占了东瓯、闽越(今福建)地区，并设置了闽中郡。而向广西方向进攻的一路秦军，则遇到了壮族部族首领的顽强抵抗，善于山地作战的少数民族部落人，打出广西狼兵的名声，迫使秦军“三年不解甲弛弩”(《淮南子•人间训》)，战争打得很不顺利。究其原因，这与秦军不适应山地作战，不服南方水土，病员较多，有一定关系。但更重要的一点是和岭南地区山路崎岖，运输线太长，粮食接济不上有很大关系。因此，解决军粮的运输问题，成了当时决定这场战争胜败的关键。战争的暂时挫折，并没有动摇秦始皇占领岭南的坚强意志。通过将领们对兴安地形的了解，秦始皇果断地做出了“使监禄凿渠运粮”(《史记•平津侯主父列传》)的决定。
图 3. 灵渠工程布置图
在史禄的主持下，经过秦军与被征发苦力的艰苦劳动，几经寒暑，灵渠开凿成功。至此，从湘江用船运来的粮草，可以通过灵渠，进入漓江，源源不断地运至前线，保证前方将士的需要。至秦始皇三十三年，秦军终于全部攻下了岭南，设置了桂林、南海、象郡，并派兵戍守。至此，秦始皇完成了统一全国的伟大事业，而灵渠则为完成这一伟大事业做出了重要的贡献。
图 4. 秦征南越形势图
灵渠从开挖成功，至今已有二千一百余年的历史。在清代以前的漫长岁月中，它对于中原与岭南地区的经济、文化交流，起了极为重要的作用，对维护中国的统一，巩固祖国的边防，也有不可磨灭的功绩。至于它在古代水利史上的成就，时至今日，仍放出灿烂的光彩，为后人所钦敬和自豪。现在让我们从灵渠的开渠技术方面，来看看我们的祖先在人工造渠引水上取得的成就。
话说当年，湘江和漓江在兴安境内东西相距二十五公里。如果要开凿一条运河，把它们连接起来，在当时的社会经济和工程技术条件下，任务是够艰巨的。好在漓江有条支流，名叫灵河，灵河有条小溪，叫始安水。始安水发源于兴安县城附近的富贵岭。始安水与湘江的直线距离只有二点五公里，其中只是隔着一列宽三百余公尺，高三十余公尺的土岭。这列土岭，就是有名的越城峤(或称始安峤，又名临源岭)，它实际上是湘漓二水的分水岭。因此，只要把这座岭挖穿，就可以把海拔较高的湘水引入始安水，而达漓江。而聪明的水利工程师（当时应当叫工匠师傅），正好就是这么干的。他们在湘江上拦河筑坝，提高水位，开凿一条五公里长的渠道，挖断越城峤上的太史庙山，将湘水引入始安水。然后将始安水疏导改造，以便船只能通过它进入灵河，以达漓江，将湘漓两江沟通了起来。话说灵渠从建成到现在已有二千余年，在这漫长的岁月中，它也有逐步完善的过程，这是历史发展的必然规律。秦代的灵渠，都有哪些具体建筑，已经无史实可考，但据唐朝的史料记载，灵渠除了渠道以外，即有大、小天平(铧堤)、铧嘴、秦堤、泄水天平、陡门等项建筑，这与我们现在所看到的灵渠已基本相同。这些建筑成龙配套，紧密相连，使灵渠成为一个非常灵巧的水利工程。
图 5. 灵渠渠道示意图
灵渠不仅用于运兵，调运粮草，还兼有水运和灌溉效益，宋代文献已有灵渠灌溉的明确记载，干渠上以有坝或无坝引水、提水等多种形式灌溉湘桂走廊沿线农田，目前灌溉面积约6万亩。灵渠还将中原的文化传播到南方，并促进了南方地区的经济发展。
2018年8月14日正在加拿大萨斯卡通召开的国际灌排委员会第69届国际执行理事会，于当地时间8月13日晚执理会全体会议上公布了2018年（第五批）世界灌溉工程遗产名录。中国的都江堰、灵渠、姜席堰和长渠4个项目通过评审，申报成功。更多内容敬请期待。