千年奇迹都江堰!它是如何工作的?如何造福千百年的人?

都江堰位于成都平原西部的岷江上。它不仅是国内知名的5A景区,也是世界级的农田水利工程。

都江堰建于秦朝,距今已有两千年的历史,至今仍能投入使用。那么都江堰如何让自己成为一个跨越千年维度的水利工程呢?

这一期,子牙通衢知识局将和你一起学习都江堰屹立千年的秘密。

(一)都江堰的历史背景

都江堰是一项超级水利工程,是李冰父子在两千年前修建的。都江堰由鱼嘴、飞沙堰、瓶口等部分组成。都江堰2000多年来一直发挥着防洪灌溉的作用,也正是因为它的存在,成都平原成为了一片富饶肥沃的“天府之国”。

时至今日,都江堰灌区已达30多个县市,都江堰水利灌溉的土地面积近千万亩。

都江堰也是迄今为止世界上最古老、唯一保存完整的水利工程,一直沿用至今,无坝引水是其最突出的特点。

都江堰体现了中国古代劳动人民的勤劳和科学,是当时人民智慧的结晶。

那么这样一个超大型的惠民工程是如何运营的,又是如何监管水利的呢?

首先,我们首先要明白为什么要建这样一个项目。

成都平原地处祖国内陆,远离海洋,但成都平原地形辽阔开阔,群山环绕。因此,成都平原的天气会有两个极端:

到了雨季,由于成都平原地势开阔,地面没有遮蔽物,所以一到雨季,岷江洪水泛滥,整个成都平原就会变成一片汪洋,给人们的生产生活带来很大的麻烦。

在旱季,成都平原的土地因缺水而开裂,这是因为其地形不临海,天气非常干燥,不下雨。因此,它严重阻碍了古蜀人民的生存和生产。

商鞅变法后,秦国出现了一大批人才。在这样的情况下,当时的统治者下令修建都江堰,这是造福成都人民的水利工程。

按照当时成都平原的自然条件,都江堰肯定有两个最重要的功能,防洪和灌溉。

岷江是长江最丰富的支流,成都平原地势向东南倾斜,所以岷江就像一条河流笼罩着整个平原。

都江堰所建区域到达成都平原内陆,两地落差高达273米,这样的“悬河”在雨季对成都平原来说会变得非常危险。

如果合理利用岷江,可以有效解决成都平原枯水期的干旱,于是建设者们开动脑筋,合理调配水资源,利用都江堰实现了他们的想法。

都江堰工程建设的总体规划是将岷江的水分成两股,一股引入成都平原,另一股主要用于疏散,多余的河水引入主支,离开成都平原。这样做不仅可以缓解当地的旱情,还可以避免洪水。

(二)都江堰的三大结构和功能

都江堰的主体建设工程主要包括分水鱼嘴、宝瓶口、飞沙堰三部分。

宝瓶口最早是在这三个项目中建造的。宝瓶口在都江堰工程中起到了“控制闸门”的作用,可以自动控制进入内江的水量。

施工前,李兵父子先找到当地有相关治水经验的居民,和他们一起勘察了附近的地形和水情。在一群人的讨论下,大家一致决定穿过雷宇山去取水。

他们用火来炸裂石头,成功地将雷宇山炸出一个宽20米、高40米、长80米的山口。

因为它的形状像一个瓶口,他们把这个山口命名为宝口。而那些因挖雷宇而分开的石堆被称为“留桩”。

雷宇开山成功后,岷江之水顺利通过宝口进入东部旱区,岷江丰富的河水用于农业生产和良田灌溉。

这样既能立即缓解西部平原的水患问题,又能合理地将水引向东部,惠及东部干旱地区,可谓一举两得。

瓶口正式施工完成并投入使用后,施工方开始了第二个主体工程——分水鱼嘴。

顾名思义,鱼嘴的作用就是引水,充分发挥都江堰的作用。

这种引水堰前端的形状很像鱼头,尤其是嘴的部分,所以正式命名为引水鱼嘴。

修建分水鱼嘴的原因是,虽然瓶口起到了引水灌溉的作用,但江东地势较高,河水很难流入瓶口。

即使流入瓶口,河水的流量也会因为地形而变得极不稳定,都江堰的调节功能就会大打折扣,于是建设者修建了分水鱼嘴来弥补这一不足。

“鱼嘴”其实就是一个引水堰,可以通过地形把河流分成两条支流。东边的河叫内江,会被迫进入瓶口,成为东边的灌溉水。西边的水叫外河,它们会顺着岷江流下去,汇入岷江的正流。

因为内江窄而深,而外江宽而浅。在水位下降的枯水期,近60%的水会流入内江,成为生活在成都平原的人们的日常用水。当雨季到来时,岷江洪水凶猛,水位上升,大部分水将沿着岷江更广阔的水面流走。人们称这种设计为“四六分水”。

因为仅仅依靠瓶口治理岷江是远远不够的,为了达到更好的防洪减灾,建设者们修建了飞沙堰。

首先,他们在瓶口建了一个平水槽和一个泄洪道。泄洪道前建了一个弯道控制洪水,让河水在这里形成环流。

雨季洪水,水位上涨,河水不会越过堰顶。此时,挟带泥沙的洪水会顺着水流流向外河,从而保证成都平原灌区不会被淹。

其次,泥沙和石块经过飞沙堰时,会遇到水流旋转形成的漩涡。这时由于离心力的作用,它们会被抛过飞沙堰,这就是为什么它被命名为“飞沙堰”的原因。

这样扔掉石头和泥沙,会大大减少瓶口周围的泥沙堆积,保证瓶口能常年工作。为了观察和控制内江的水量,李冰雕刻了三个石像放入水中,以此为依据确定水位,也作为水量最少时的疏浚标准。

宝口、分水鱼嘴、沙飞堰这三大主体工程构成了一个完整的都江堰,三大主体工程相辅相成,共同成为成都平原的一道大屏障,统筹岷江水资源,保障岷江水资源平衡。千百年来保护了成都平原人民的生命财产安全。

历时八年建成的都江堰,给成都人民带来了福音,改善了成都平原的水旱灾害。成都平原从“五谷不收”变成现在的“天府之国”,都江堰功不可没。

—结束—

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