都江堰治水智慧:现代水资源管理的启示
都江堰治水智慧:现代水资源管理的启示
“岷江遥从天际来,神功凿破古离堆。”两千多年前,蜀郡太守李冰父子主持修建的都江堰水利工程,至今仍静静地横卧在成都平原西部的岷江之上,以其独特的设计和深邃的治水智慧,持续滋养着这片富饶的土地。作为世界上迄今为止年代最久、唯一留存且仍在使用的无坝引水水利工程,都江堰不仅是一项伟大的水利工程,更是一部活生生的水利教科书,为现代水资源管理提供了宝贵的经验和启示。
古老工程的科学设计
都江堰水利工程由分水鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口三大主体工程组成,设计精妙绝伦。分水鱼嘴将岷江分为内外两江,外江用于排洪,内江则通过宝瓶口引入成都平原进行灌溉。飞沙堰则巧妙地利用地形,将多余的江水和泥沙排入外江,防止泥沙淤积。这种无坝引水的设计,既避免了大坝对生态环境的影响,又充分利用了自然地形和水流规律,体现了古人“道法自然”的哲学思想。
都江堰的治水理念更是令人称道。“深淘滩,低作堰”是其核心的岁修原则,通过每年冬季枯水期对河床进行清淤,保持适当的水位和流速,既防止洪水泛滥,又保证灌溉用水。“分四六,平潦旱”则是水量分配的智慧结晶,即在丰水期将六成水量引入内江用于灌溉,四成用于排洪;而在枯水期则相反,确保旱涝平衡。“乘势利导,因时制宜”的治水思想,更是体现了古人顺应自然、因势利导的生态智慧。
现代水资源管理的困境
然而,在全球气候变化和人口增长的双重压力下,现代水资源管理正面临着前所未有的挑战。极端天气事件频发,洪涝灾害和干旱缺水交替出现,水资源供需矛盾日益突出。同时,水生态环境保护压力增大,许多河流、湖泊面临污染和生态退化的威胁。传统的水利工程和管理模式已难以满足现代社会的需求,亟需寻找更加科学、智能、可持续的解决方案。
古今交融的智慧灌区
面对这些挑战,都江堰这座古老的水利工程,以其独特的治水智慧,为现代水资源管理提供了宝贵的启示。近年来,四川省都江堰水利发展中心以“国际知名、国内一流”灌区榜样建设为新起点,通过深化生态治水理念,不断改革创新,加强智慧灌区和水文化建设,绘就出了人水和谐的崭新画卷。
在都江堰灌区指挥中心的大厅里,一块长30.72米、高5.76米的巨幅液晶显示屏上,灌区地形地貌、渠系分布等信息一目了然。各类数据图表、变化的线条以及动态化的呈现方式,让指挥中心科技感十足。点击进入“灌区物联网管理系统”界面,可以看到分布在全灌区各处的涉及水位、流量、工程安全、水质以及闸控的1421个设备有序排列。这些设备就是遍布灌区各地的不同类型的传感器,也是未来数字孪生灌区建设的基础性设施。
“过去巡渠、控制闸门全靠人工,一些大点的闸站可能要配备十几名甚至几十名工作人员。”都江堰灌区指挥中心负责人李劲以都江堰灌区目前布设的1266处视频监控点位举例,现在可以实现对灌区工程运行的实时监测甚至远程操作,不仅减少了人的工作强度,还提高了效率。
海量数据的分析离不开“智慧大脑”。近年来,都江堰搭建了以都发中心总部为中枢、灌区各管理处为“支撑骨架”、各管理站为“感知末梢”的灌区“智慧大脑”,建成了全国大型灌区中运算存储能力最大的云计算数据中心,运算能力达到236万亿次/秒,709TB存储能力,可为四川省水利行业信息化系统提供数据存储和计算服务,并且完成了67套视频会议系统部署,构建内外互联、上下互通的指挥中心体系。
“数字孪生灌区建设是提升灌区建设管理水平的有效手段。”李劲表示,数字孪生灌区建设的最终目的是与物理灌区同步仿真运行、虚实交互、迭代优化,进而实现对物理灌区的实时监控、发现问题、优化调度。
都发中心近年来以灌区水资源精细化管理需求为导向,综合考虑区域输、供、排水及防汛减灾要求,构建了“智慧水网”,形成“数字化场景、智慧化模拟、精准化决策”的水网体系,完成全灌区各关键制口水资源精准计量和精准调度,建成了水资源调度信息化平台,完成水资源数据综治系统、数据共享交换系统、数据可视化应用、数据服务等,汇集量测水点位数据,提炼发布6大类,544个数据服务。
如今,都江堰灌区数字孪生建设成果凸显,形成了以“1+8”指挥体系和“智慧大脑”“智慧水网”“慧眼工程”等为代表的现代化智慧灌区样板工程,初步实现都江堰灌区全面动态智能管控,树立了智慧水利管理标杆。
永续发展的水利典范
都江堰景区伏龙观前,有一条百米堰功道,十二尊历代治水先贤的青铜雕像威严伫立,从西汉文翁“造江疏浚”、三国诸葛亮“护堰筑堤”到唐朝高俭“广开溉道”、元代吉当普“铸龟固堰”再到晚清丁宝桢“大修古堰”等历代治水者励精图治、鞠躬尽瘁,在向世界展示人与自然和谐共生壮丽画卷的同时,也展示出“治水兴邦、师法自然、求实创新、人水和谐”的李冰精神。
“‘道法自然、天人合一’是都江堰治水文化的思想内核;‘乘势利导、因时制宜’是都江堰治水文化的实践原则;‘泽被苍生、造福万代’是都江堰治水文化的价值追求。传承和发扬李冰精神,必将为我们共同的水利事业赋予强大的文化智慧和精神动力。”朱泽华说。
“铁娘子”“水八阵”“杩槎”……这些充满智慧的治水工具和方法,至今仍在都江堰灌区发挥着重要作用。而“岁修”制度,更是确保了工程的持久运行。每年冬季枯水期,都江堰都会进行一次全面的岁修,清理河床、加固堤堰,确保来年汛期的安全运行。这种预防性维护的理念,与现代水利工程的定期检修不谋而合。
值得关注的是,今年9月在第18届世界水资源大会都江堰专场会上,国际灌溉排水委员会授予了都发中心“世界灌溉工程遗产研究中心”牌匾,目前都江堰灌区拥有都江堰水利工程、通济堰两处世界灌溉工程遗产。
启示与展望
都江堰水利工程以其独特的设计和治水智慧,为现代水资源管理提供了宝贵的经验和启示。其“道法自然、天人合一”的理念,与现代生态水利的理念不谋而合;其“乘势利导、因时制宜”的治水思想,为现代水利工程的设计和管理提供了重要参考;其“深淘滩,低作堰”的岁修原则,更是现代水利工程维护的典范。
在全球水资源日益紧张的今天,都江堰的治水智慧显得尤为重要。它不仅是一项水利工程,更是一部活生生的水利教科书,为现代水资源管理提供了宝贵的经验和启示。正如国际灌溉排水委员会所言,都江堰水利工程是“世界水利史上的璀璨明珠”,其治水智慧将永远闪耀在人类文明的长河中。