戦国時代に始まったこの水利事業が、なぜ2000年もの間人類に恩恵をもたらしてきたのか。

于秋宇氏は都江堰と青城山を訪れたあと、「都江堰で水を拝み、青城山で真理を求める」という有名な言葉を残しました。その中で、都江堰は成都平原の重要な水利プロジェクトとして、2000年にわたって重要な役割を果たし、後世に無限の利益をもたらしてきました。しかし、水文管理は古くから我が国の大きな課題でした。黄河の管理はその典型的な例です。歴代王朝は多くの人材と物資を投入してきましたが、まだ完全に解決には至っていません。気候変動や河川の流路の変化などの要因により、水資源保全プロジェクトのその後の維持管理に課題が生じ、プロジェクトの継続が困難になっています。

それで、都江堰の何が特別なのでしょうか?なぜ成都は「豊穣の地」と呼ばれるのでしょうか?建設のプロセスはどのようなものですか?都江堰はなぜ今でも使われているのでしょうか?これは、科学的な設計、建設品質、環境への適応能力と密接に関係しています。同時に、都江堰はわが国の古代労働者の知恵の結晶でもあり、人間と自然の調和のとれた共存の概念を体現しています。これが何千年もの間存続できた重要な理由です。

都江堰

▏岷江の洪水

岷江は長江の重要な支流であり、河口での平均流量は毎秒約2,800立方メートルで、年間流出量は黄河の2倍以上となる。流域面積は広大で、135,882平方キロメートルに達し、そのうち126,280平方キロメートルが四川省に位置しています。岷江は汶川、成都、眉山、楽山、双流など多くの場所を流れています。その水文学的特徴は、上流域である都江堰を基盤としており、地元地域の主な水源となっています。

古代、四川盆地とその周辺の蜀の地域は、険しい山々が広がる地域として詩や記事に記されていました。李白が『蜀の道難』で述べたように、「上には高い峰があり、六匹の龍が太陽の周りを回っている。下には曲がりくねった川があり、波が曲がりくねって打ち寄せている。」四川省には険しい山々が数多くありますが、それらの山々を越えると、川の影響で形成された平野が広がります。平野部には経済発展の大きな可能性がある。しかし、都江堰が建設される前は、ひとたび洪水が発生すると成都平原全体が広大な海と化し、開発はほぼ不可能でした。

四川省は盆地であるため、亜熱帯モンスーン気候です。ここの主な作物は米で、特に成都平原では米が栽培されています。稲の生育と成熟の季節は夏と秋であり、この時期は岷江の洪水が頻繁に発生する季節でもある。都江堰は改名される前は「建安」と呼ばれており、青海・チベット高原と成都平原の間の移行地帯であった。岷江は上から下まで流れ、都江堰に向かって直接流れ込みます。当時の人々は猛烈な洪水にほとんど無力であり、「魚や亀になる」というジレンマに直面していました。

しかし、岷江は洪水によって成都平原全体を破壊せず、玉蜀山を迂回して南へ進軍することを選択した。その結果、成都平原の西部では洪水が頻繁に発生し、東部では深刻な干ばつが発生している。豊富な水資源と豊かな産物をもたらす一方で、洪水などの自然災害の課題も抱えています。しかし、こうした課題こそが人々に解決策を求めるきっかけとなり、都江堰の建設により、四川省は自然災害に直面しても安定と繁栄を維持できるようになりました。

▏都江堰の建設

戦国時代末期、秦の昭王は巴蜀地方が国家戦略上重要であることを認識し、天文学や地理学に精通した才人である李冰を蜀県知事に任命した。紀元前256年に李冰が就任した後、彼の最初の任務は岷江の洪水を解消し、地元の農業を発展させ、秦が中国を統一するための強固な経済基盤を築くことでした。

李兵さんは息子を連れて地元の水管理の専門家と研究を行った。彼らは先人たちの経験に学び、岷江地域の地形や水の流れについて徹底的な現地調査を行った。最終的に、岷江が山と平野を横切る玉蕾山をプロジェクトの場所として選ぶことにした。ここは成都扇状沖積平野の頂点であり、水の転用に理想的な場所です。これにより、灌漑エリアでの分水灌漑が確保されます。

都江堰灌漑プロジェクトは主に「魚口」、「飛沙堰」、「宝平口」の3つの部分に分かれています。これら3つの部分は明確な役割分担と合理的な構成をしており、都江堰が長期にわたってその役割を果たすことを可能にしています。李兵氏と彼のチームは、都江堰が洪水を効果的に防ぎ、水を迂回・転流できるよう、自然条件を注意深く設計し、巧みに利用して、地元の農業と人々の生活を強力に支えました。

▏都江堰の3つの主要部分とその動作原理

1. 魚の口

川の中央奥深くには、まるで自然の魔法のように岷江を巧みに二つに分ける独特の景観が広がっています。ここは都江堰の魚口部分です。名前の通り、魚嘴は魚の口のような形をしており、雄大な岷江を内支流と外支流の2つに分けています。主に洪水の排水を担い、洪水期に川の水がスムーズに流れるようにします。内江は東側に位置しています。人工的に水を流すための主要水路として、農地への灌漑用水を供給する役割を担っています。内江河の取水口は幅150メートルであるのに対し、外江河の取水口は幅130メートルとやや狭い。

玉嶽は地形の利点を巧みに利用し、特定の水配分比率に従って川の水の流れを調整します。花が咲く春には岷江の水位が低く、約40％の水が長江に流れ込み、60％の水が内江に流れ込み、春の農業用の水需要を確保します。春から夏への変わり目の雨期が来て水位が上昇すると、魚口は魔法の働きを果たし、水の60％を外川に、40％を内川に導きます。このような転水率は、灌漑地域を洪水から守るだけでなく、農地の水需要も満たします。

杩様

魚の口の精巧なデザインは、周囲の環境との調和のとれた共存にも反映されています。外縁部の内外のダイヤモンド堤防は魚の口と互いに響き合い、共同で分流比の安定性を維持します。その秘密は、曲線における水線の動きの法則を利用することにあります。水が多いときは水線が真っ直ぐになり、水が少ないときは水線が曲がります。洪水期と乾期に水流線が曲がる重要な地点では、必要に応じて異なる水位の水が内川または外川に流れ込みます。水の流れをより良く調整するために、人々はいかだを作るという古代の調整方法も採用しました。 3本の木の杭を結び合わせて三角形のブラケットを作り、工事が必要な場所に筏を置いて接続します。同時に、いかだの安定性を確保するために、各いかだの内側に小石のケージが配置されます。この方法は、内陸河川の水供給を増やすために、水の流れが少ない春によく使用されます。

現在では、魚の口の部分のデザインと構造はより現代的になっています。伝統的な木製のいかだは、柔軟性と適時性を重視した恒久的な水門に置き換えられました。現在の玉嶽は堅固な石モルタルとコンクリートで造られています。堤防は下流へも延び続け、キングコング堤防も完成しました。

歴史上、玉嘴の位置は何度も変化してきましたが、都江堰水利システム全体に大きな影響は与えていません。百丈堤防は上流の象徴として、雨嘴と連携して洪水の排水、砂の除去、水量の調節に役立っています。この古くからの協力メカニズムは過去から現在に至るまで重要な役割を果たし、都江堰水利システム全体の正常な運営を保証してきました。

2. フェイシャヤン

都江堰水利プロジェクトの中間部で、主に排砂を担当する飛沙堰に到着しました。唐の高宗龍朔年間（西暦663年頃）に建設され、内江の洪水排水と排砂のための主要な水路となっている。フェイシャ堰は、キングコング堤防の下部の隙間に建設されました。虎頭岩の対岸に位置し、堰堤の頂上は川底より2メートル高い。灌漑面積を超えた水を外河川に排出できるため、平野部が洪水の影響を受けないようにすることができます。

屈曲循環は遠心力によるもので、凹堤防上の水位が高く、水深圧力も高くなります。この圧力の作用により、凹堤の底の水は凸堤に向かって流れ、屈曲循環を形成します。この循環によって発生する強力な力により、大量の砂や砂利が外川に「投げ出され」、内陸の川が塞がれるのを防ぐことができます。また、飛沙堰の「低堰」原理により、保平口流の上限を超えた内川水は堰の上から溢れ、外川に流れ込む。大規模な洪水が発生した場合、ダムは自動的に決壊し、水は岷江本流に戻ることになる。これらすべては古代人の知恵と才能を示しており、そのおかげで都江堰水利プロジェクトは数千年にわたって存続し、何世代にもわたって人々に恩恵をもたらすことができたのです。

3. 宝平口

都江堰には驚くべき工学上の奇跡、保平口があります。これは都江堰水路プロジェクトの象徴的な部分であり、玉磊山から岷江河まで人工的に掘られた溝である。この隙間は上部が広く下部が狭いという独特な形状をしており、下部の幅は約14メートル、上部では約28メートルまで狭まり、高さは約18メートルとなっています。保平口の機能は飛沙岩とともに水の流れを調節することです。

古代、この事業は完全に人々の知恵と努力に頼っており、熱膨張と収縮を利用するために石を火で焼いたり、冷水をかけたりするなどの方法を用いて人工的に行われていました。洪水が発生すると、保平口と飛沙岩は協力して洪水の一部を外河に流し、それによって内河の水流速度を遅くし、洪水防止の効果を達成します。保平口を通過した後、水は地形の変化に応じて流れ、分水灌漑用水路システムを形成し、成都平原の広大な農地を養っています。

保平口左岸の崖には、水律と呼ばれる約30センチ間隔の石の線が数十本刻まれている。これは私の国で最も古い水位計で、水位の上昇と下降を観測するために使用されました。都江堰の水位目盛りは灌漑面積の増加とともに拡大し続け、清朝時代には24目盛りに達した。飛砂岩と宝平口は協力して水の流れを調節し、砂を排出します。急流が宝平口を通過した後、河口の外側に渦巻きを形成し、「富龍潭」と呼ばれています。

都江堰の水利工事は地元の自然条件を十分に活用しており、環境への影響はほとんどありません。ここは独特の気候と雨期の安定した降雨量により、用水、灌漑、洪水防止の機能だけでなく、水上輸送、都市給水の機能も備えています。現在でも都江堰は重要な水利プロジェクトであり、我が国の農業と都市の発展をしっかりと支えています。

▏ 都江堰の年次メンテナンス

都江堰は建設以来、2000年にわたって人類に恩恵をもたらしてきました。このプロジェクトの最大の特徴は、川の自然な流れの特性に完全に準拠しており、その法則に一切違反していないことです。 2000年もの間、建ち続けてこられたのは、人々に利便性をもたらすからであり、人々は2000年の間、毎年、修繕を怠らなかったのです。

漢の霊帝の治世中に、水利事業の維持管理を担当する「都水銭」と「都水長」が設立されました。宋代には年間保守制度が確立され、現在でも継続しています。毎年冬から春にかけての乾季と農閑期に、人々は年次メンテナンスを実施します。主な作業は、水路内の竹かご構造物を修復し、堆積した泥を除去することです。李冰は内水の深さを測るために、3体の石像を設置して「乾いた水は足元に届かず、洪水は肩に届かず」という原理で水位を定めた。明朝では、石の象は、長さ 10 フィートの横たわった鉄の像に置き換えられました。

現在、玉嘴分水堤防の竹かご構造は鉄筋コンクリートに置き換えられ、より堅牢なものとなっている。しかし、伝統的な竹編みの籠は現在でも使われています。現在、都江堰灌漑プロジェクトは、現存し現在も使用されている世界最古かつ唯一のダムなしの分水プロジェクトとなっている。

▏将来の世代に利益をもたらす

数千年の歴史を経て、都江堰の水利管理は堅固な橋のようであり、岷江を二つに分け、無差別な洪水を防ぐとともに、農地の灌漑に無限の水源を提供してきた。それは、初期の四川地方の政治、経済、文化の発展を促進しただけでなく、農業灌漑の恩恵の象徴でもありました。

灌漑用水路システムが徐々に改善され、保平口の拡張により灌漑面積は拡大し続け、秦の時代の邳県から成都の奥地まで、灌漑面積は数万ヘクタールに達しました。現代では、科学技術の力により、都江堰の水利プロジェクトが強化され、向上しました。玉嘴、宝平口、里嘴とすべての堤防は厳重に保護されている。

今日の都江堰はかつてないほど素晴らしく、その魅力は時代を超えて受け継がれています。古いことわざに「木を植えた人は木陰を楽しむ」というのがあります。都江堰灌漑プロジェクトは開始以来適切に管理されており、四川省の経済発展の重要な柱となっている。

（インターネットからの写真）

著者 |キウイ

ニュージーランドのリンカーン大学で金融を専攻して卒業。彼は一般向け科学知識に強い関心を持っており、多くの一般向け科学雑誌に一般向け科学記事を発表しています。事実に注意を払い、最先端の技術を積極的に探求してください。