南宋末年至元朝初年，战乱频仍，四川人口锐减，农业生产破坏，水利瘫痪。元朝开国，安定天下，恢复农桑生产，注意兴举水利。“内立都水监，外设各处河渠司”，朝廷钦令各地劝农官及知水利者，巡行郡邑，督农兴水。
至元元年（1264），赛典赤·赡思丁领秦蜀行省平章政事，统辖川陕二省，他采取一系列抚民和恢复社会经济的措施，招流民，立屯田，修道路，设驿站，并重新将都江堰纳入政府的管理之下。
至元十二年（1275），李秉彝任秦蜀道按察副使，巡行至灌州，得知年年岁修，年年受损，产生了“宜筑之坚”，修筑永远牢固的“硬堰”想法，改变传统竹木笼石筑堰法。当地耆老担心“壅遏涨势，恐为成都患”，李秉彝说服众人，“水从石上过，宁有壅遏之患乎”？于是改用砌石结构，三月竣工。其新堰效果合意，“自是大水至，冒堰上行，旱则潴以溉田，省费而利兴”[12]。自李冰创建都江堰以来，李秉彝是改革渠首枢纽结构第一人，“筑之坚”的思想对后世产生着深远的影响。
李秉彝的砌石结构鱼嘴仍然没存在多久，被水冲坏，人们复用传统做法。至大元年（1308）始任四川廉访使的赵世延，在蜀四年中几次整修都江堰。
都江堰渠首枢纽结构，采取传统竹木笼石做法，虽然易修，但亦易坏，年年岁修，人民负担沉重。“有司以故事，岁治堤防一百三十有三所，役兵民者万余人，少者千人，其下犹数百人，役凡七十日，虽事治不得休息。不役者，日出三缗为庸钱，由是富者屈于资，贫者屈于力，上下交病；会其资，岁不下七万缗。”[13]元统二年（1334）佥四川廉访司事吉当普巡视都江堰灌区，认为必须改变面临的治堰状况，择灌区中最重要的32处堰口治理，对渠首枢纽应用铁石“筑之坚”。他向灌州判官张弘说：“若甃之以石，则岁役可罢，民力可苏矣。”张弘完全赞同，并出私钱作小堰试验。试验成功，将结果具文上报省及蒙古军七翼之长，获得支持，于是广泛动员郡县守宰、乡里百姓，于元顺帝至元元年（1335）十一月初一日开工大修都江堰。对渠首鱼嘴构造，采用大块体石料砌筑，砌缝用桐油石灰拌和麻丝进行胶结；料石与料石之间，凿孔灌入铁汁锚固，构成整体式的堤坝结构，在鱼嘴前端水流冲激之处，树立几根铁柱以抗江水冲刷。并铸重1600斤大铁龟置于上，以固鱼嘴，以镇江流，时称“铁龟鱼嘴”。此外整治渠系，堰渠堤岸易崩之处，砌以石条（块），上面铺土植柳，旁种蔓荆，以增牢固。对渠首枢纽以下重要分水口，以石砌水门控制水流。(www.xing528.com)
图8-3 今都江堰的伏龙潭与宝瓶口
吉当普大修都江堰工程，历时5个月，动用石工和金工700人，木工250人，役徒3900人，蒙古军2000人；用粮千余石，石材百万条。石灰6万斤，油3万斤，铁65000斤，麻5000斤，共耗资4.9万缗（贯）。此款不到历年所收劳役费累计20.18万缗（贯）的四分之一，其所剩余资金贷出生息，作为岁修的经费[14]。此功告成，“所溉六州十二县之民，咸歌舞焉”。从此之后，灌区“缘渠所置碓磑纺绩之处以千万计，四时流转而无穷”，民大受其利。吉当普此功获得元顺帝表彰，以监察御史召回朝廷，并派文学家（翰林，集贤学士）揭傒斯撰文立碑，以旌其功[15]。吉当普以金石建构都江堰鱼嘴，对后世产生重大影响。
元代多次大修都江堰渠首枢纽，对灌区诸堰也曾进行维修改造。于是对都江堰河系分布比之于前代，有了较完备的记载，岷江主流，古称江、江水、大江、大皂江，元朝称南江；内江干流，古称北江。《宋史·河渠志》对内江已有明确记述，北流为三，曰外应，东北曰三石洞，东南曰马骑。外应相当于柏条河，三石洞相当于今蒲阳河，马骑相当于今走马河。此为内江宝瓶口以下所分三流[16]。对于外江干渠亦有记载，“南江自利民台有支流”。此支流《华阳国志》称“羊摩江”，相当于宋代羊马河，清代的黑石河、沙沟河（羊马河于1972年废除）。其取水处记载明确。这些均是都江堰史的宝贵资料。
彭山县通济堰是开创于东汉，重建于唐开元年间的古堰，原名远济堰。取水口在新津，有大堰一、小堰十，溉彭山、眉州田1600顷，天历初年（约1328），彭山县知县雍熙大修通济堰，以御旱灾，“民赖其利”。此次修浚，提高了通济堰的灌溉效能，溉彭山、眉州等处300余里田土[17]。
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