都江堰的原理是什么?
都江堰工程总的原则简单来说就是“筑坝引水,修渠引水”。岷江分为两条小溪,一条引入成都平原,既能分洪减灾,又能引水灌溉农田,化害为利。都江堰的主体工程包括鱼嘴引水堤、沙飞堰溢洪道和宝江口进水口。
首先是在宝口修建引水工程,把岷江分成两条小溪,让岷江流向东边的成都平原,同时减少西边的河水流量,让西边的河水不再泛滥,同时可以缓解东边成都平原的旱情,灌溉那里的良田。
虽然宝口港起到了引水灌溉的作用,但由于河的东面地势较高,河水很难流入宝口港。为使闽江顺利东流并保持一定流量,充分发挥宝口港的分洪灌溉功能,在闽江上修建了引水堰“鱼嘴”,迫使大量河水流入宝口港。
鱼口把河分成两部分:西侧叫外江,顺着闽江流下去;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”。
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和不稳定,李冰还在宝口附近的鱼嘴引水大堤尾部修建了平槽和“飞沙堰”溢洪道进行分洪,确保内江无灾。溢洪道前有弯道,河水形成环流。当河水超过堰顶时,洪水夹带的泥石就会流入外河。
扩展数据:
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。
内江从宝口下面进入川西平原上密布的灌溉系统。干旱时汲水下渗,多雨时停水闸(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保收的天府之国。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在灌溉工程管理中掌握和运用了一定水头下一定流量的堰流原理。
参考资料:
都江堰-百度百科