文/刘刚、王克明在历史的长河中，人类既尊重自然、顺应自然，又不断地认识自然、利用自然和改造自然。在两千多年前的战国时期，蜀郡太守李冰率领都江堰先民在工具和建筑材料十分原始简陋的条件下，充分发挥他们的才智，用劳动大众手中最简单的工具，取身边最常见的竹、木和河床上最平常的卵石，“凿离堆，避沫水之害，开二江成都之中”，创建了世界水利史上的伟大奇迹都江堰，缔造了举世文明的“天府之国”，为世界留下了宝贵的文化遗产。历代都江堰水利人使用过的工具和建材，作为文化遗产的组成部分，理应受到传承和称颂。笔者拟就都江堰水利工程建设和维护中使用过的部分工具和建材进行梳理，从中感受都江堰劳动人民的伟大智慧，以期对“成都智造”有所启迪。大禹挥臿，岷江奔流臿是农耕先民使用的掘土工具。王同亿主编《高级汉语词典》有，“臿”后作“插”，与锸是通假字，“臿”为古字，现写作“锸”，其意是掘土用的工具铁锹。臿的使用，至迟可以追溯至大禹时代，是古蜀人很早就在使用的工具。《韩非子·五蠹》有：“禹之王天下也，身执耒臿以为民先。”大禹出生于古汶山郡，其地在今岷江都江堰水利工程上游河谷及两岸山区。《禹贡》载，“岷山导江，东别为沱”是大禹的首功。大禹时期的“耒”和“臿”，是两种常用的农业劳作工具。“耒”是古代的一种形状像木叉、用作翻土的农具，演变到后来即为犁，“耒”又称犁上的木把，也代指犁。后来“耒”即指犁，而犁尖金属部分称为“铧”。“臿”，《汉书·沟洫志》有：“举臿为云，決渠为雨。”是既能筑墙又能开渠引水的工具。最早是以全木制成的，随着时间推移，“臿”字后写作“插”。随着冶金技术的发展，插入土的部分用青铜制成，因入土的刃口薄而坚韧，极大地提升了劳动效率，操作部分仍用木制手柄，“臿”即写作“锸”。可见，“耒”和“臿”这两种农具的制作方式和字型也在与时俱进。春秋末期，当冶铁技术逐渐成熟后，比青铜强度更高、更耐用的铁被用到治水工具中，铁制臿头代替青铜。今天我们看到的大禹塑像多为头戴斗笠，身披蓑衣，手中握臿，可见锸早在大禹时期就是治水先民必备的工具。锸发展到现代，就是治水堰工手中最为常用的铁锹。离堆坚硬，难敌铁锹钢钎、锤子和十字铁锹，是古人开山凿岩必备的工具，它们的制作离不开金属。学术界对都江堰开凿宝瓶口有一个共识，认为李冰在修都江堰时，是以火烧岩石，将之烧得红热发烫后再用水浇，使岩石爆裂开来，再一层又一层地凿去后形成的。开凿离堆这样的山体就离不开钢钎、锤子和十字锹，火烧水浇后的岩石会产生裂隙，使山体表层松动，但不会使山体自动分离变为碎石。钢钎以其尖硬的钎头，在铁锤的反复打击嵌入岩石缝隙使之裂开。十字铁锹的锹头一头尖一头平，可以挖开坚硬的土石层和相对较软的岩石。钢钎、锤子和十字铁锹这三样工具的配合使用，能将岩石变为碎石，将整块坚硬板结的土石层击碎，是古人攻坚克难的好帮手。控制引水流量实现岷江防洪，是都江堰先民的首要任务。历史上，在李冰之前治理过岷江的古人至少还有大禹、鳖灵等。都江堰历史文化研究专家钟天康考证认为，大禹“岷山导江，东别为沱”时开出的沱江口，位于今天都江堰渠首工程下游1.5公里处，地处平原地区的原柏木堰。从大禹到李冰两千年时间里，相信还有很多古人为治理岷江付出辛劳和智慧，做出过显著成绩，只不过我们的史料中没有将这些人名和事迹记载下来。更为重要的原因是，这些人在岷江治理的技术、方式和实际效果上，没有可以流传后世的成就。田地一年又一年被洪水冲毁，河道一次又一次地被泥沙淤埋。开凿宝瓶口，限制内江水流量的设想，也许早在大禹和开明时期就成为治水先贤的理想，无奈受制于当时生产力水平，难以实现。只有铁制工具的出现，有了坚硬耐用的钢钎、锤子和十字铁锹这样的开山工具，才能凿开由砾石构成的玉垒山，开出了一个人工引水口。陕西宝鸡秦公大墓出土的文物表明，早在秦景公（公元前年至年）时期，秦人就开始使用铁制农具了。公元前年，秦并巴蜀之后，为蜀地带来了先进的冶铁技术，开凿由砾岩组成的宝瓶口成为现实和可能。李冰带领都江堰先民利用最先进的铁制工具，开创了流芳万代的工程建设——开凿宝瓶口。自从凿开离堆有了宝瓶口引水后，都江堰水利工程在防洪功能上有了突飞猛进的变化，从山梁上开出的引水口再也没有被冲毁过。这个山体的缺口既能在枯水期引水灌溉，还能在洪水期挡住洪水流入内江，“旱则引水浸润，雨则杜塞水门”因此得以实现，工程整体效益有了质的飞跃。都江堰水利工程能流传千古延续至今，宝瓶口所起的作用是至关重要的。大堰岁修，神奇背篼治水先民要改造河道、修筑新渠、维护水利工程，需要搬运大量的土石方，所用工具仅有掘土工具锸是不够的。与锸配合使用的还有运土工具鸳篼、畚箕、尖底背篼等。鸳篼是都江堰当地方言，辞典解释是一种用粗篾编织的畚箕。“畚箕”在书上也有称“畚”、“畚斗”的。《公羊传·宣公六年》：“赵盾已朝而出，与诸大夫立于朝，有人荷畚。”唐·高骈在《请筑罗城又表》中有：“旋奉诏书，令臣参酌……分其地界，授以城基；运土囊而子来，持石杵而云集；大兴畚锸，广备资粮。”显然，畚的使用同样历史悠久，且畚锸早在古代就是配合使用的。都江堰市河工使用的鸳篼与畚箕其形状相似而有所区别，畚箕一般是用细篾编织，是用于撮粮食、撮垃圾等的器具，也有用木、竹、牛皮、铁片等做成的，现在多用塑料等新材料制作。因其用途广泛，我们今天的生活仍然离不开它，这就是都江堰人称呼的“撮箕”。河工使用的鸳篼是以粗篾编成，其形状像撮箕，中部有提梁，尾部有钩孔，其作用是与带钩的扁担配合担运沙土。在河道维修中，河工以铁锹撮土，以鸳篼扁担担运，庞大的土石方工程就是在铁锹、鸳篼的配合中完成搬迁的。背篼，是用竹、藤、柳条等做成的、背在背上运送东西的器具。由于用途不同，各地以及不同场合使用的背篼各有差别，其形状有直桶的、有鼓腹的、有细腰的，在制作上有细密的，也有带孔的。都江堰河工使用的背篼，主要用于背运体量较大的卵石和沙土等，因此其形状更加与众不同，其口敞，其底尖，呈漏斗状，被称为“尖底背篼”。在河道维修中运送数十斤至上百斤的大卵石时，一般由两人合力抬起石块，放入稍微下蹲的运石工背上的尖底背篼里。运石工起身背运到目的地后，先扎稳马步，一手反抓住背篼的尖底，一手上举扶住石头，然后低头躬背，大卵石就从肩头向前滚出背篼，稳稳地落到指定位置。这种尖底背篼的制作，没有长期的河工实践是不可能的。河工工具的设计巧妙而科学，饱含着古人的智慧，充分体现出工匠精神。神奇的尖底背篼就是其中一例：河工在治水过程中发现河道中的石块主要形状是圆卵形，若用鸳篼，因其太大，往往装不下，太重了挑不动，两人抬又太轻了，且需要捆扎等更多准备工作，效率很低。为方便快捷地运送这类大小不一的卵石，将背篼设计成漏斗状，数十斤至上百斤大小不同的卵石都能稳稳地放入其中，又因其重量适中，方便一人背运。因其形状若漏斗，到达目的地后，只需要躬身向前，在不放下背篼的情况下能很方便地将卵石卸下。更为巧妙的是，尖底背篼装上卵石后，其重心位于人体肩头高度，这样负重的人能更方便控制物体加上身体的重心，感觉也更轻松，同样体力的人能背负更重的物体。年，中央电视台CCTV-2大型互动求证节目《是真的吗》主持人黄西主持过一个实验：让志愿者搬运位于不同高度的同等质量的重物，当重物位于较低位置时，自愿者搬动起来很吃力或根本搬不动。但是，当把重物放在空箱子上，抬高其重心，使其位于人体胸高位置时，志愿者都能搬动同样的重物，并感觉很轻松。这个实验证明：当物体重心位于人体的胸肩部时，搬运是最轻松的。这一发现让体验者和观众都感到惊呀。可是，这一神奇的科学道理在都江堰河工实践中，用尖底背篼已经运用两千多年了。从都江堰以前的竹笼到楗尾堰都江堰水利工程之所以能千年不朽，除了治水先民创造一件件得心应手的劳动工具外，还有赖于他们因地制宜就地取材，发现、创造和使用了独到的建筑材料。有了这些材料，都江堰的“岁修”工作才能顺利开展，古老的水利工程才能与时俱进、千年不朽，并在新时代焕发出青春和活力。这些建堰、护堰材料的使用，永远闪耀着都江堰古代劳动人民勤劳、智慧的光辉。要说最早在岷江治理中使用的建材，可能要数竹料和木材了。年，在成都方池街修建四川省总工会大楼时，基坑开挖到开明时期的河道遗址，发现河边有成排的内填卵石的圆柱形竹笼（都江堰人称之为“笼篼”）构筑成的堤岸，这种结构与后世都江堰的竹笼工完全一样①。可见，至迟在古蜀开明时期，就已经使用竹笼保护河堤、规正河道、堵塞决水口了。在成都平原和周边山区，自古生长的原生竹子品类多、数量大，至今我们至少可以找到慈竹、斑竹、楠竹、箭竹、苦竹、牛尾竹、若竹、白甲竹等不同的种类。慈竹和白甲竹是当地产量最丰、取材方便、用途最广的竹类。智慧的都江堰先民就地取材，使这种蜀地最为平常的物产，在河道治理中找到了自己的位置，发挥其特殊的作用。竹笼也被称为“楗”“笼石蛇”，在都江堰水利工程中运用广泛，在治水《三字经》②里有“挖河沙，堆堤岸，砌鱼嘴，安羊圈，立湃阙，凿漏罐，笼编密，石装楗”句。河工将竹材制成长短和粗细不同的竹笼，置于河道或堤岸指定位置，然后将河床里大小不一的卵石从孔中装入笼篼，大量零散的卵石在竹笼的束缚下形成有机的整体。竹笼可堆叠成不同形状和高度，并保持稳定，抗击洪水冲击。竹笼在都江堰被用作水工建材后，一直沿用到现代。这种最简单而适用的建材曾经就是渠首工程和各支、斗、毛渠上使用最多的建材。《宋史·河渠志》有“离堆之南，实支流故道。以竹笼石为大堤，凡七垒，如象鼻状以捍之”③。宋代陆游有《十二月十一日视筑题》诗曰：江水来自蛮夷中，五月六月声摩空。巨鱼穹龟牙须雄，欲取闤市为龙宫。横堤百丈卧霁虹，始谁筑此东平公。今年乐哉适岁丰，吏不相倚勇赴功。西山大竹织万笼，船舸载石来亡穷。横陈屹立相叠重，置力尤在水庙东。我登高原相其冲，一盾可受百箭攻。蜿蜿其长高隆隆，截如长城限羌戎。安得椽笔记始终，插江石崖坚可砻④。在历史上，竹笼之名曾经是都江堰水利工程的代表。《元和郡县图志》（成书于年，唐代李吉甫著）有这样的记载：“楗尾堰，在（导江）县西南二十五里。李冰作之以防江决。破竹为笼，圆径三尺，长十丈，以石实中，累而雍水⑤。”这里的“楗尾堰”实指都江堰渠首工程。所谓“楗”者，是古人用于插在门闩上使闩拨不开的木棍。引申到水利工程上，就把堵塞决水口所下的竹木草石称为楗。都江堰被称为“楗尾堰”，是因为筑堤的材料主要是“破竹为笼，以石实中”，以竹木等材料堆积于河道，筑成堵水导流泄洪的工程。以当时使用最广泛的建筑材料来称呼和认识“楗尾堰”，是非常形象直观的。竹笼在都江堰水利工程上的作用，可见一斑。在目前所见史籍中，宋代第一次使用“都江堰”，《宋史》记载：“永康军岁治都江堰，笼石蛇决江遏水，以灌数郡田。”这里所称的“永康军”，为当时的行政机构，下辖青城、导江二县，大致范围相当于今天的都江堰市。永康军每年要主持对都江堰的维修工程，其法是以竹笼装上卵石编织成长蛇之状以雍江遏水，灌溉几个郡县田地。由此可知，当时都江堰三大主体工程“鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口”中的两大主体工程鱼嘴和飞沙堰主要是由竹笼堆砌而成的。竹笼在黄河治理中的杰出贡献竹笼，不仅在都江堰长期使用，其治水防灾的优良性能还在黄河治理中发扬光大。“汉成帝时（公元前33年-前7年），匏子河（古黄河的一段，现已不存）决，王延世塞之，用此法也，《汉书》所谓‘下淇园之竹以为楗’⑥。”古时黄河大堤称为金堤，汉成帝建始四年（公元前29年），“河决于馆陶及东郡金堤”，4郡32县受灾，淹没田地15万顷，冲毁官署民房4万多所。朝廷命御史大夫尹忠受命堵此决口，因水深湍急，堵塞未成，御史竟因不堪受责而自杀。朝廷“徙民避水居丘陵”9万7千多人。朝廷派河堤使者王延世以前往主持堵口。王延世作为蜀地人士，对都江堰治水方法熟记于心并能融会贯通。上任后采用都江堰治水成法，组织民夫编长四丈、大九围的竹笼，采用竹笼装石“两船夹载而下”的方法，不负众望，终将决口堵合。王延世又命人在此处添土加高加厚。三十六天堰成，汉成帝因之改元，称这一年（建始五年）为河平元年（公元前30年），并册封王延世为关内侯，拜光禄大夫，赐黄金百斤⑦。新堤筑成，颇惬人意，百姓欢呼雀跃，当地官吏和士绅也异常兴奋，高兴地把这一段新修大堤取名为“惬山堰”，或称“惬山”。《汉书·沟洫志》对王延世堵口技术的记载比较明确，“以竹落长四丈、大九围，盛以小石，两船夹载而下之。”“竹落”即“竹络”，古代都江堰使用的竹笼，用来装填河中最为常见的卵石。所用竹笼的尺寸“长四丈、大九围”。竹笼的编织有一定的技术要领，王延世所用之法与都江堰自古传承至现代的竹笼之法正是一脉相承。都江堰《笼工小唱》有歌诀云：竹笼要想编得好，横四顺三谨记牢。四十多圈莫要少，稀了漏石装不饱。蔑条要用丈二三，周围上下紧紧编。中空尺七长三丈，粗细大小配匀称。棰竹乃是加张性，大石才易装得紧⑧。王延世堵塞黄河决口的两次成功，正是都江堰竹笼治水技术在黄河治理大业中的精彩应用，是黄河治理史上的光辉杰作。随着科学技术的发展和经济水平的提升，用于都江堰水利工程的建筑材料也随之发生变化。由于抗拉强度和柔韧性随着竹子的腐朽而下降，竹笼越来越不能适应现代水利工程建设维护的需要。近代以来，价廉而又耐久的铁丝（也称为铅丝）笼在都江堰水利工程维修中脱颖而出，部分用于鱼嘴、钉坝以及护岸工程⑨。与传统的竹笼相比，铁丝笼柔性更强，更耐久。铁丝笼的使用还拓展到水利工程以外的建筑中，在一些需要渗水性强的地段比如防洪墙等工程使用，铁丝笼与浆砌石相比，既能够保证河堤有良好的透水性，又能在风吹日晒下使用多年。不用水泥，不打基础，就是这么简单的构造，石笼堤坝能长久地抗击洪水冲击，屹立不倒持久护堤，阻挡来自成千上万吨的水土和石料的压力。杩槎、木桩和“羊圈”的贡献杩槎是用原木绑扎成三角架的拦水设施，也称“闭水三角”、“木马”等。明代《重修四川总志》卷十六附水利佥事张彥杲《议处修堰新规》一文称，修筑堰头、利民台及减水河所有工程，有“闭水三脚”，即为杩槎。杩槎配上木槛子、竹篾笆，再以黄泥填缝后，就制成堰头截流拦水设施。杩槎也用于调节水量、挑流护岸、保护桥闸堤堰和抢险堵口等。《灌县都江堰水利志》载：“康熙丁酉岁（年），七月，夏雨弥月不止……河水泛涨……冲决新河，编竹为笼，贮石堵截。八月初二、三日复冲去……初五日复于水中立木杩……如是者百数，而水渐涸⑩。”都江堰每年岁修时节，先用联排杩槎将外江截流，拦水入内江，开始外江岁修；外江岁修完成后，撤去外江杩槎，再用联排杩槎将内江截流，拦水入外江，开始内江岁修。岁修完毕，再砍杩槎放水入内江，年复一年，传承至新中国成立初期。那时，没有杩槎的使用，是难以完成岁修的。木桩和“羊圈”，是都江堰水利工程用于重要地段防止洪水冲击和固定河床使用的建材。木桩以圆木深插河底，顶部露出水面，主要用于消刹水势，都江堰鱼嘴的迎水前部，过去常设木桩以消减水势和防止漂浮物撞击。钢筋混凝土材料使用以来，鱼嘴的抗冲击能力大大加强，不再需要木桩的防护，但在桥梁的桥墩前设置止水桩防止洪水和漂浮物冲击的做法还比较常见。内江第一桥南桥的桥墩前，就设置了止水桩以防漂木冲击，一直保留至今。“羊圈”则是设置在河底起加固作用的设施。因其以圆木再加横梁和签子固定相互联结，形似羊圈的结构而被称为“羊圈”，治水《三字经》里就有“砌鱼嘴，安羊圈”。为保证由卵石构成的河床的稳定，都江堰先民在鱼嘴等重要河段淘江及底，设置相互联结的羊圈埋植于河底，填满沙石后形成稳定的基础。这是在钢筋混凝土出现前，古代水利营建中最牢固的方法，用以保护河岸基脚和分水鱼嘴等工程。铁柱和桐油麻丝石灰的小材大用随着经济的发展和社会的进步，都江堰水利工程的维修和改造也在发展进步。元朝以来，开始出现“铁石坚筑”之法与传统“竹笼杩槎”治水之争。一些有识之士对笼石工程不耐久、“岁必更易”的短处有了较深的认识，开始尝试“坚作”之法，以减少岁修之烦。《都江堰市金石录》记载：元统二年（年），吉当普在鱼嘴前铸铁龟以镇洪水，征调石匠、铁匠余人，水工人、普工余人，开始对都江堰工程自渠首至灌溉工程实施一系列大修。这次大修用铁斤铸成大龟以镇源头，再贯以铁柱，捍御漂木的冲击。各处工程都采取砌石锚铁，并用桐油、麻丝、石灰浆填缝。工程共用铁斤，取山石万多条，用石灰6万多斤，桐油3万多斤，麻斤。这次大修被称为“铁石坚筑”，条石、铁柱与铁龟相配合，保证了鱼嘴数十年安全。年后，明代施千祥之“铁牛鱼嘴”，是历史最著名的“坚作”。嘉靖二十九年（年）春，按察司佥事施千祥（福建进士）提督四川水利。为了治理水患，乃效仿元代吉当普铸铁龟“以铁治堰”之法，拟铸铁牛二头于堰首。各受益灌区百姓纷纷响应，鼎力相助。蜀康王朱承爚知道后十分赞赏，并支付银百两、铁万斤。施千祥很快筹集了废旧铁器7万余斤，木炭13万斤，竹木柴草不计其数。召集铁匠、铸工多名，民工、炉夫1多人，所集桐油、麻丝、石灰等财物，折合钱银为两。在各项前期工作准备就绪后，经过一昼夜连续浇铸，两头铁牛终于铸成，“各长丈余，首合尾分，如人字状，以其锐迎水之冲，高与堰嘴等。”（《铁牛记》）此后，清代丁宝桢的条石鱼嘴更是开创了都江堰历史上规模最大的一次以条石相连取代竹笼的铁石坚作。这些工程虽然没有能屹立千秋，但为后来的钢筋混凝土和浆砌卵石等新材料新技术的应用开创了先例，积累了经验。新技术、新材料催生新发展都江堰渠首工程最容易损毁的是鱼嘴部分，历史上曾出现过多次以“铁石坚筑法”取代竹笼的尝试，在实践中都起到了一定的作用，但都在数年至数十年内都被洪水冲毁沉没了。“铁石坚筑法”效果并不理想，未能坚持下去。民国以来，由于都江堰鱼嘴多次被洪水冲毁，人们再次注意对鱼嘴的维护。年，水利知事官兴文“以石易笼”，将鱼嘴前端竹笼改为砌条石，预计砌高11米的石鱼嘴，其中基础部分深5.4米，采用枕木作为“地护”（即基础），迎水端树以木桩，辅以竹笼消能护基。因历时三年尚未完工，年7月毁于洪水。年，叠溪地震堰塞湖溃决，鱼嘴、金刚堤、飞沙堰、人字堤被冲毁。年，水利知事周郁如采用浆砌条石作基础再修鱼嘴，并用水泥砌座，因基础不深，当年即被冲毁。年，张沅主持都江堰大修，吸取屡次失败的教训，深挖基础，安装地符，上用卵石混凝土浇砌成顺水流线型新工鱼嘴。这是首次使用混凝土作为胶结材料浇铸鱼嘴，增强了鱼嘴强度和整体性，是对都江堰工程结构的一次重大改革。此法建成的新鱼嘴，一直运用至年新修外江闸时才进行改建。新中国成立后，钢筋混凝土建材从都江堰渠首工程逐步扩展到整个灌区大大小小的鱼嘴，混凝土浆砌卵石也逐步代替古法的竹笼堆砌护岸，杩槎拦水被电动节制钢闸所代替，河道治理材料进入一个新时期。古老的竹笼护岸、杩槎拦水的旧制，只能在水利工程局部的临时性工程中使用，人们能看到它们的地方，常常是在古人治水的仿古展台上。都江堰的岁修和治理使用的工具，也不经意间发生了翻天复地的变化。铁锹、十字锹以及钢钎、铁锤逐步被挖掘机、装载机、电钻等现代设备所代替。鸳篼和尖底背篼、鸡公车、架架车等古老的运输工具已经被装载机、拖拉机、汽车等现代化机械设备所代替。穿山入地的大型工程已经有了现代化专业设备盾构机的使用。这些新工具、新材料和新方法的出现，正是古人治水经验和治水智慧的传承和发展。随着现代化工具和新材料的推广应用，都江堰水已穿山越岭，跨过龙泉山脉，灌溉面积由新中国成立初期的万亩扩展到1多万亩。都江堰水利工程对防洪、发电、工业用水、城市用水和生态保护、旅游开发等方面发挥的综合效益更是空前。实践证明，新材料的发展和创新有赖于新技术的发展和进步，新技术的发展和进步往往又是新材料发展和产生的结果。两千多年来，都江堰水利工程让世人赞叹和崇敬的，不仅是因为它的古老和产生的效益，也不仅仅是它在工程技术方面的成就，更有乘势利导，因时制宜，与时俱进，取法自然的理念和智慧。注释：①冯举、谭继和、冯广宏《成都府南河史话》，四川民族出版社，年7月，第42页。②见二王庙石壁。③冯广宏《都江堰文献集成·历史文献卷·先秦至清代》，巴蜀书社，第页。④曾娟娟《都江堰文献集成·文学卷》，巴蜀书社，年4月，第72页。⑤冯广宏《都江堰文献集成·历史文献卷·先秦至清代》，巴蜀书社，第40页。⑥冯广宏《都江堰文献集成·历史文献卷·先秦至清代》，巴蜀书社，7年8月，第40页。⑦《汉书·沟洫志》。⑧王布雷《都江堰志》，年12月，第页。⑨《灌县都江堰水利志》，年5月，第42页。⑩《灌县都江堰水利志》，年5月，第31页。冯广宏《都江堰文献集成·历史文献卷·先秦至清代》，巴蜀书社，第页。付子全《都江堰金石录》，四川人民出版社，年12月，第8页。

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