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都江堰水利工程原理


都江堰水利工程原理

都江堰水利工程在四川都江堰市城西,是全世界至今为止,年代最久、唯一留存、以无坝引 水为特征的宏大水利工程。2200多年来,至今仍然连续使用,仍发挥巨大效益,李冰治 水,功在当代,利在千秋,不愧为文明世界的伟大杰作,造福人民的伟大水利工程。

都江堰渠首工程主要有鱼嘴分水堤、飞沙堰溢洪道、宝瓶口进水口三大部分构成,科学地

解 决了江水自动分流、自动排沙、控制进水流量等问题,消除了水患,使川西平原成为“水旱 从人”的“天府之国”。目前灌溉面积已达 40 余县,1998年超过一千万亩。都江堰附近景 色秀丽,文物古迹众多,主要有伏龙观、二王庙、安澜索桥、玉垒关、离堆公园玉垒山公园 和灵岩寺等。

岷江是长江上游的一条较大的支流, 发源于四川北部高山地区。 每当春夏山洪暴发之时, 江水奔腾而下,从灌县进入成都平原,由于河道狭窄,古时常常引起洪灾,洪水一退,又是 沙石千里。灌县岷江东岸的玉垒山又阻碍江水东流,造成东旱西涝。秦昭襄王五十一年(公 元前256年),李冰任蜀郡太守(太守相当于现在的专员,或大于专员,小于省长),他 为民造福,排除洪灾之患,主持修建了著名的都江堰水利工程。都江堰的主体工程是将岷江 水流分成两条,其中一条水流引入成都平原,这样既可以分洪减灾,又达到了引水灌田、变 害为利。为此,李冰在其子二郎的协助下,邀集有治水经验的农民,对岷水东流的地形和水 情作了实地勘察,决心凿穿玉垒山引水。在无*(*发明于东汉时期,即公元25年至220 年间)不能爆破的情况下,他以火烧石,使岩石爆裂(热涨冷缩的原理),大大加快了工程进 度,终于在玉垒山凿出了一个宽20公尺,高40公尺,长80公尺的山口。(低水位每秒 流速3公尺,高水位每秒流速6公尺)因形状酷似瓶口,故取名“宝瓶口”,把开凿玉垒山分 离的石堆叫“离堆”。

宝瓶口引水工程完成后,虽然起到了分流和灌溉的作用,但因江东地势较高,江水难以 流入宝瓶口, 李冰父子率众又在离玉垒山不远的岷江上游和江心筑分水堰, 用装满卵石的大 竹笼放在江心堆成一个狭长的小岛,形如鱼嘴,岷江流经鱼嘴,被分为内外两江。外江仍循 原流,内江经人工造渠,通过宝瓶口流入成都平原。

为了进一步起到分洪和减灾的作用, 在分水堰与离堆之间, 又修建了一条长200公尺

的溢洪道流入外江,以保证内江无灾害,溢洪道前修有弯道,江水形成环流,江水超过堰顶 时洪水中夹带的泥石便流入到外江,这样便不会淤塞内江和宝瓶口水道,故取名“飞沙堰”。 为了观测和控制内江水量,又雕刻了三个石桩人像, 放于水中,让人们知道“枯水(低水位) 不淹足,洪水(高水位)不过肩”。还凿制石马置于江心,以此作为每年最小水量时淘滩的 标准。

运用了回旋流的理论都江堰每年都接待不少外国游人, 其中有些是水利专家。 有的水利专有 他细观看了整个工程的设计后, 都对它的高度的科学水平惊叹不止。 比如飞沙堰的设计就是 很好地运用了回旋流的理论。


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