都江堰建设历史

都江堰位于岷江从河谷进入冲积平原的地方，灌溉着冠县以东成都平原上数千公顷的农田。原来岷江上游流经险峻的山脉，到成都平原时，水流速度突然变慢，于是大量泥沙和岩石沉积淤积。每年雨季来临，岷江等支流水势暴涨，经常泛滥成灾；当雨水不足时，就会造成干旱。在都江堰建成前两三百年，古蜀国杜在岷江山麓开辟了一条人工河，将岷江水分流到沱江，以消除水害。秦五十一年(公元前256年)，李冰掌管蜀郡。在前人治水的基础上，李冰依托当地百姓，在岷江流入平原的冠县修建了都江堰。都江堰是一座防洪、灌溉、航运的综合性水利工程。李冰以中流为堰的方法，在岷江峡谷用石头筑起一座石脊，名曰杜江鱼嘴，亦称分水鱼嘴。余醉是一个引水工程，它把闽江分成两部分。东边那条叫内江，是用来灌溉水渠的。西边叫外江，是闽江的干流。在冠县附近的岷江南岸，建有一座离丘(同桩)。脱离丘是岩石开挖后分离出来的石堆，夹在内外河道之间。自来东侧是内江口，称为瓶口，有控制水流的作用。夏季闽江上涨，杜江河的鱼嘴被淹没，脱离水面成为第二个引水处。内江从宝口之下进入川西平原上密布的灌溉系统，干旱会导致水分下渗，而雨水则会灌满水闸(华阳国治蜀之)，保证了约300万亩良田的灌溉，使成都平原成为旱涝之都。都江堰的规划、设计和建设具有科学性和创造性。工程规划相当完善，鱼嘴和瓶口结合使用，可以根据灌溉和防洪的需要分配洪水和枯水流量。为了控制水流，在进水口做一个三石人，站在三个水里面，使水不尽而无肩而满(《华阳国之术志》)。这些石头人明显扮演的是草稿的角色，是原稿。从石人脚肩高度的测定可以看出，闽江不仅有长期的水位观测，而且有洪水和枯水水位变化范围的一般规律。通过观测内江入水口的水位，可以掌握来水量，再配合鱼嘴、瓶口引水工程调整水位，从而控制渠道的来水量。这说明早在2300年前，我国劳动人民就已经掌握并运用了堰流在一定水头下通过一定流量的原理。在都江堰，李冰做了五个石犀牛，两个在深处(华阳国之术之)，第二个在深处的意思是留在内江。石犀的作用不同于石人，其埋深作为都江堰年修沈涛滩的控制标高。通过对滩地的深度冲刷，使河床保持一定的深度和一定的断面，使河床能够安全地通过比较大的洪量。可见当时人们对流量与水的横截面关系有了一定的认识和应用。这种数量关系是现代流量公式的一个重要方面。

施工过程

秦向五十一年(公元前256年)，蜀郡太守李冰父子吸取前人治水的经验，带领当地人民主持修建了举世闻名的都江堰水利工程。都江堰的总体规划是将岷江分成两股，一股引入成都平原，既能分洪减灾，又能引水灌溉农田，化害为利。主要工程包括鱼嘴引水堤、沙飞堰溢洪道和宝江口进水口。1、瓶口的施工过程首先，李冰父子邀请了很多有治水经验的农民，对地形和水情进行了实地勘察，决定挖通雷宇山引水。由于当时还没有发明火药，李冰用火石使岩石爆裂，终于在雷宇山凿出一条宽20米、高40米、长80米的山口。因其形状酷似瓶口，故名“宝瓶口”，从雷宇山分出的石堆叫“留堆”。之所以要修瓶口，是因为只有把雷宇山打开，让岷江的水顺利地向东流，才能减少西边的河水流量，让西边的河水不再泛滥，同时也能缓解东边的干旱，让汹涌的河水流入干旱的地区，灌溉那里的良田。这是防洪的关键环节，也是都江堰工程的第一步。2.引水鱼嘴的修建过程宝口引水工程建成后，虽然起到了引水灌溉的作用，但由于长江以东地势较高，河水很难流入宝口。为了使岷江顺利向东流并保持一定的流量，充分发挥宝口的分洪灌溉功能，建设者李兵决定在岷江修建一座引水堰，将河水分成两股:一股顺流而下，一股强行流入宝口。因引水堰前端形似鱼头，故称“鱼嘴”。鱼口的建成将上游流动的河流分为两部分:西边叫外江，在雨中顺岷江而下；东边叫内江，流入瓶口。由于内江窄而深，外河宽而浅，以至于枯水期水位较低，60%的河水流入河床较低的内江，保证了成都平原的生产生活用水。洪水来的时候，因为水位高，河水大部分从河面宽阔的外河排出。这种自动分配河道内外水量的设计被称为“四六分水”。3.沙飞堰的修建过程为了进一步控制流入宝口的水量，发挥分洪减灾的作用，防止灌区的水出现波动，变得不稳定，李冰还在宝口附近的鱼嘴引水堤末端修建了分洪平槽和“沙飞堰”溢洪道，以确保内江不发生灾害。溢洪道前有弯道，河水形成环流。河水超过堰顶，就会泛滥。飞沙堰是用竹笼里的鹅卵石筑成的，堰顶处于合适的高度，起到调节水量的作用。内江水位过高时，洪水会漫过飞沙堰，通过平水槽流入外河，这样进入瓶口的水量就不会太大，内江灌区免受洪水侵袭；与此同时，越过沙飞堰流入外江的水产生了一个游泳漩涡。由于离心作用，泥浆甚至巨石会被抛过沙飞堰，因此可以有效减少瓶口周围的泥沙沉积。为了观察和控制内江的水量，李冰雕刻了三个石堆的人像，放入水中确定水位。石马也凿好，放在河中央，作为每年水量最少时冲刷沙滩的标准。[2]在李冰的组织领导下，人们克服了许多困难。经过八年的努力，这项历史工程——都江堰终于建成了。

年度修理制度

都江堰的有效管理确保了整个工程在两千多年后仍能发挥重要作用。汉灵帝年间，为维护堰头工程，设置“独水筏”和“独水龙”；蜀汉时，诸葛亮设堰官，并“招1200人管理”(《水经注·☁河水》)。此后，堰头所在的县令一直掌管。到了宋代，制定了一直实行至今的年修制。古代竹笼结构堰体在闽江急流冲击下不稳定，尽管有内江排沙机制，但淤积不可避免。所以都江堰需要定期整修，才能有效发挥作用。到了宋代，建立了一个制度，在冬春枯水季节切断年修，称为“陶涛”。在每年的维修中，堰被修整，河流被深深地冲刷。冲滩深度以埋在滩底的石马为准，堰高以对岸岩壁上的水为准。从明代开始，卧铁就被用来代替石马作为冲刷沙滩深浅的标志。有三条卧铁，长一尺，位于宝口左岸，分别铸造于明朝万历年间、清朝同治年间、1927。