世界灌溉工程遺產(chǎn)----它山堰

牛書平

它山堰位于浙江寧波市鄞西鄞江鎮(zhèn)西首，它與鄭國渠、靈渠、都江堰合稱為中國古代四大水利工程。又與浙江麗水通濟堰、福建莆田木蘭陂合稱東南三大御咸蓄淡水利工程。1988年12月底，國務(wù)院公布為國家重點文物保護單位。2015年10月被評為世界灌溉工程遺產(chǎn)。

下圖為它山堰全景，攔河堰是一座由大塊石疊砌的攔河滾水壩。 

一、鄞西平原水文和地形地勢

樟溪河發(fā)源于浙江東北部的四明山區(qū)樟溪河，上游大皎溪、小皎溪的淡水在皎口匯合，通過樟溪河順流直下進入鄞江，隨后經(jīng)奉化江在寧波市區(qū)的三江口匯入甬江，最終直通東海。鄞西平原地勢西高東低，平均海拔高程2m。奉化江沿岸偏低，由西部四明山區(qū)向奉化江一側(cè)微傾，并向甬江東北方向的出?？趦A斜。

二、鄞西平原氣候與災(zāi)害

鄞西平原地處亞熱帶季風氣候區(qū)，四季分明，溫暖濕潤，光照充足，雨量豐沛。臺風、洪撈、干旱、低溫等氣象災(zāi)害時有發(fā)生。

它山堰建成之前，每逢旱季，江河水位下降，海潮可沿甬江上溯到樟溪河，由于海水倒灌使耕田鹵化，城市用水困難。古籍中有“民不能飲，禾不能稼”，意思就是老百姓沒有能喝的水，莊稼也無法進行灌溉。到了雨季，水位有會大幅上漲，決堤泛濫之后造成洪澇災(zāi)害。干旱，洪澇，咸潮是古代鄞西平原人們面臨困難，鄞江兩岸民眾飽受愁苦，只得背井離鄉(xiāng)外出逃生。它山堰的修建很好的解決了這些問題。

三、它山堰功能

1. 阻咸

河流枯水季節(jié)，隨著海水的潮汐變化，海水就會倒灌進入江河。它山堰使河流一分為二，從根本上解決了咸潮的問題。

它山堰阻擋了咸潮

2.蓄淡

由于它山堰的阻擋上游的水位升高蓄積，珍貴的淡水在北邊匯入南塘河滋潤了整片流域。為這片肥沃的土地提供了持續(xù)、穩(wěn)定而優(yōu)質(zhì)的水源補給。四明山附近生態(tài)良好，人們又注意保護，所以水質(zhì)為一類水質(zhì)，稍做處理就可以作為飲用水源。去年恰好因為朋友孩子結(jié)婚，在四明湖舉辦，打著“飛的”過去參加婚禮，看到四明湖水質(zhì)清澈，當?shù)厝烁嬖V我們是水源地。

四明湖

3.引灌與泄洪

據(jù)記載，壩的設(shè)計高度要求是：“澇則七分水入于江（奉化江）,三分入于溪（即引水渠南塘河）,以泄流；旱則七分入溪，三分入江，以供灌溉”。

圍繞著它山堰人們修建了一系列水利配套工程，它們包括九碶，五堰，十三塘等一系列設(shè)施。它山堰所儲蓄的淡水，在通過這些水利設(shè)施的調(diào)節(jié)和分流匯入縱橫交錯的河網(wǎng)，灌溉著整個流域的萬頃良田。從而實現(xiàn)了它山堰的第三個功能----引灌。

旱季到來時，南塘河沿線各碶閉合閘門，儲蓄淡水用于人們生活和農(nóng)田灌溉。

到了雨季，所有閘門同時開啟，降低南塘河水位，江河水引流排入鄞江，避免了鄞西平原洪澇災(zāi)害的發(fā)生。 

雨季

四、它山堰的堰體結(jié)構(gòu)

1.選址

唐太和七年(833)，山東瑯琊人王元偉被貶到鄞江做縣令，上任后看到人們旱季無水可飲，雨季時洪澇淹沒房屋和莊稼，他下定決心整治鄞江。他踏勘、謀劃、集資，并動員民眾興建它山堰，變鄞江水害為水利。主持在它山下鄞江上筑堰，拒咸蓄淡，并開南塘河引水灌溉鄞西平原七鄉(xiāng)農(nóng)田，因山得名“它山堰”。

它山堰示意圖

在王元偉之前也有人修建堰壩，不過都以選址的失敗而被沖毀，如何選擇施工的地點就成為解決問題的關(guān)鍵，經(jīng)過勘察，定在它山和紗帽山之間，這個地方是鄞江古河道瓶口的位置，寬100多米，工程量較小，兩座小山之間的山腳下的基巖可以增強堰體的抗沖擊力。

它山堰平面圖

看看平面圖，這就是我們平時講的壩址的選擇呀！我們不得不感嘆王縣令的智慧，選址如此的科學，不知道這王縣令是否去都江堰考察學習、取經(jīng)座談過？ 

2.堰體構(gòu)造原理

它山堰在鄞江上游出山處的四明山與它山之間，全長134.4米，堰面寬4.8米、高10米，堰體上部全部以長2～3米、寬1.4米、厚0.2～0.35米的條石砌筑而成，左右兩邊各有石級36級。

堰面全部用條石砌筑而成，堰身為木石結(jié)構(gòu)，有逾抱大梅木枕臥堰中，歷千余年不腐，被稱為“它山堰梅梁”。

據(jù)水利專家分析，堰身設(shè)計方面的科學性頗具現(xiàn)代原理，有許多原理是20世紀才發(fā)現(xiàn)的；堪稱水利建筑史上的奇跡！

它山堰堰體有以下四大特點。

    第一，堰底向上游傾斜5度。這一特點可以增加堰體的抗滑穩(wěn)定性一倍以上。

因為它山堰整體都是臥在河床上的，當上游洪水來臨時，如果底部是水平的話，那么堰體受到特別強的水流沖擊，很有可能會產(chǎn)生水平滑動，導致堰體受損，而多了這個傾斜角度之后，就好像前面多了個小鉤子，勾住了河床，這個小小5°角可不能小看哦！

第二，組成堰體的條石附有粘土夾碎石層，從而減少河床的滲漏。

古人選擇的用粘土和碎石混合也是超越那個時代的做法，這有點類似于我們現(xiàn)代的混凝土了，黏土中混入碎石后土的抗剪強度和固結(jié)度大大的提高了。同時，這厚厚的“古代混凝土”還可以防止?jié)q潮時下游海水通過堰體滲透到上游去，這真可謂一舉多得，也是它山堰的神來之筆。

第三，堰體平面略向上游鼓出，從而減少溢水時對河岸的沖刷。

看到向上游微微凸出的弧形了嗎？

這樣上游下來的洪水，漫過堰體沖到下游的時候，是會產(chǎn)生一個向心力，兩側(cè)的水會流向中央，于是就減少了對兩岸河床的沖刷。弓形水壩是現(xiàn)在建壩最常用的形狀，國外最早的弓形水壩出現(xiàn)在16世紀，它山堰比它們提前了800多年。

第四，堰體采用變厚布置，從而增大河床中央堰體剛度。

從它山堰的縱切面我們會發(fā)現(xiàn)中央的堰體是最厚的，兩邊成階梯形變薄，河床的中央是整條河中淤泥最多最松軟的地方，也會是堰體由于自身重力最容易沉陷的地方，就如我們倆個人抬一桶水，扁擔的中間向下彎曲的最厲害。如果整條堰體建成同一厚度，中間就會因沉陷幅度大而導致堰體斷裂，所以這種布置使得整條堰體沉陷均勻。

五、部分遺址介紹

它山堰作為世界灌溉遺產(chǎn)工程體系組成如下圖。

1.迴沙閘

迴沙閘始建于宋代為了減少干渠淤積，在它山堰攔河壩進水口前，建3孔迴沙閘，上游的泥沙能夠在閘前大部沉淀下來，便于集中清淤，減輕了渠道每年的疏浚工程量。

今存石柱四根，應(yīng)是檢測水位高程之用。第三根石柱刻有“迴沙閘”三字。

2. 水則碑   

平字水則碑，即在碑上刻一平字，視水面處于平字的部位。據(jù)以啟閉沿江各閘。水淹平字則開啟水閘放水，以防農(nóng)田受災(zāi)；平字出露則閉閘積蓄淡水。知道今天水則碑仍在發(fā)揮這種奇特的功能。它也是中國城市古代水利遺存僅有的實例。 

水則碑

3.圓圓的石孔在訴說

在一些壩石上還可見到碗口大的圓孔，這應(yīng)當是為在上下層之間的壩石上穿插木樁或鐵樁而設(shè)的，目的是防止壩石的縱向移位。

4.最上層石條懸空

最上一層的宋代壩石上，還設(shè)有一溜貫通堰體兩端的條石，這是為豐水期堰體溢流時方便行人過堰而設(shè)。條石下部墊有小石條使其懸空，可以降低流水沖力；兩端嵌有鐵條，下部與壩石鉚接，可防止條石被急流沖走。

古老的它山堰，證明了古人的智慧，他們能在那樣的時代極盡所能，順自然之勢而所為，順天順地順人心，令今人嘆為觀止和汗顏。它山堰就是這樣一個工程，它遵循自然、師法自然、呵護自然。為寧波這一方水土的繁榮與發(fā)展做出了難以估量的巨大貢獻。