都江堰作為中國古代最偉大的水利工程,它厲害在哪裡?
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都江堰作為中國古代最偉大的水利工程,歷經數千年,至今仍發揮作用,那麼這座古老的設施到底厲害在哪些方面呢?李冰是怎麼把它設計出來的?
都江堰坐落於譽為天府之國中國四川,公元前272年30歲的秦國人李冰接到秦昭王之命修建都江堰這一偉大工程,李冰父子邀集了許多有治水經驗的農民,對地形和水情作了實地勘察,決心鑿穿玉壘山引水。當時鑿山可沒有我們今天這麼方便,計算炸藥量和埋放位置,把石頭拉走就行了。按當時條件,只能用鋼釺和鐵錘,而採用這樣的方式,鑿開湔山至少需要三十年。李冰在這種情況下,居然想出了火燒水澆的方式,利用熱脹冷縮的原理使岩石迸裂疏鬆,進而開鑿。歷經八年,終於在玉壘山鑿出了一個寬20米,高40米,長80米的山口,取名為“寶瓶口”,把開鑿玉壘山分離的石堆叫“離堆”。之所以要修寶瓶口,是因為只有打通玉壘山,使岷江水能夠暢通流向東邊,才可以減少西邊的江水的流量,使西邊的江水不再氾濫,同時也能解除東邊地區的乾旱,使滔滔江水流入旱區,灌溉那裡的良田。這是治水患的關鍵環節,也是都江堰工程的第一步。
2魚嘴與金剛堤
寶瓶口引水工程完成後,雖然起到了分流和灌溉的作用,但因江東地勢較高,江水難以流入寶瓶口,李冰父子又率領大眾在離玉壘山不遠的岷江上游和江心築分水堰,用裝滿卵石的大竹籠放在江心堆成一個形如魚嘴的狹長小島。魚嘴把洶湧的岷江分隔成外江和內江,外江排洪,內江通過寶瓶口流入成都平原。金剛堤是魚嘴後部延伸向下游至飛沙堰溢洪道的大堤,長800米,寬75~120米,起著隔江逼水的作用,文獻[6]中提到,“從分水堤與金剛堤位於河
床中心位置分析,這個堤的建造,主要是利用了河流的彎道環流的原理形成的。其東側是岷江凹岸,也正是內江流經的部位,西側是岷江的凸岸,也正是外江流經的部位。這裡的彎道環流的表流流入凹岸,把凹岸被侵蝕的和過境的大量泥沙,由環流的底流再搬運到凸岸堆積成遇回扇,其中一部分泥沙在江心堆積形成規模巨集大的江心洲(金剛堤),泥沙在洲頭不斷堆積、延伸,加之人工不斷對它們修築、加固和保護,形成今日之天然分水堤。”
二八分沙:在魚嘴分流的地方,內江處於凹岸,外江處於凸岸,根據彎道的水流規律,表層水流流向凹岸,底層水流流向凸岸,因此隨洪水而下的砂石大部分隨底層水流流向外江。具體原理參照都江堰實現水沙分離運用的具體原理是怎樣的? 四六分水:在冬、春枯水季節,岷江水位較低,河流主流線多靠近河谷凹岸流去,分水堤將約十分之六的江水流入內江,十分之四的江水流入外江,保證了灌區的用水量,簡稱“四六分水”;夏、秋洪水季節,岷江水位相對升高,河流主流線相對變直,大部分江水流向凸岸,故分水堤又將十分之六的江水排入外江,十分之四的江水注入內江。
3飛沙堰
為了進一步起到洩洪排沙的作用,在分水堰與離堆之間,又修建了一條長200米的溢洪道流入外江。一方面,在水量較大時,溢洪道自動洩洪,使多餘的內江的水排入外江正流使內江不受洪災。另一方面,河道利用江水直衝水底崖壁而產生的漩流衝力,將泥沙從河道側面的飛沙堰排走,這樣便不會淤塞內江和寶瓶口水道,故取名“飛沙堰”。古時飛沙堰,是用竹籠卵石堆砌的臨時工程;如今已改用混凝土澆鑄,以保一勞永逸的功效。
以下是其他附屬工程的功能
工程完工後,前人還總結出了一套科學的維護制度,其中最精華的六個字廣為人知——深淘灘,低作堰。“深淘灘”中的“灘”,指的是鳳棲窩(也就是飛沙堰對面淤起的淺灘)的一段河床,每年洪水過後這裡會有沙石淤積,必須歲歲勤修。“深淘灘”就是指每年歲修時,河床淘沙要淘到一定深度,淘得過深,寶瓶口進水量偏大,會造成澇災;淘得過淺,寶瓶口進水量水量不足,難以保證灌溉。為此,相傳李冰才在河床下埋石馬,作為深淘標誌。“低作堰”是指飛沙堰在修築時,堰頂宜低作,便於排洪排沙,起到“引水以灌田,分洪以減災”的作用。都江堰是中國古代勞動人民智慧的結晶,是我們中華民族的驕傲。
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