都江堰水利工程蘊藏的原理解秘

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都江堰水利工程坐落在成都平原西部的岷江上，始建於秦昭王末年(約公元前256~前251) ，由分水魚嘴、飛沙堰、寶瓶口等部分組成。這是全世界迄今為止，年代最久、唯一留存、仍在一直使用，以無壩引水為特徵的宏大水利工程，凝聚著中國古代漢族勞動人民勤勞、勇敢、智慧的結晶。

都江堰無壩，卻能讓岷江水乖巧地流入成都平原，時至今日兩千多年，仍發揮著防洪灌溉的作用。

堰與堤壩的基本區別在於：堤，必須保證水流不得漫過；而堰，枯水季節可攔水，豐水季節又可讓水自動漫過。

或許下面一個視頻可以解決你對都江堰的疑惑

都江堰水利工程原理解讀

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都江堰水利工程是世界上最古老的，

並且至今還在發揮作用的偉大工程，

它利用地形與水勢、以魚嘴、飛沙堰、寶瓶口三大工程，

解決了泄洪、排沙兩大難題。

寶瓶口所起到的作用就是約束進入成都平原的水量，

如果遇到洪水時期，大量的水被寶瓶口阻攔，

水面就會上升，當水面超過旁邊的飛沙堰時，

就會被飛沙堰後面的排洪渠排往外江，達到二次排洪。

寶瓶口修建過程

李冰父子在修建都江堰時，由於當時還未發明火藥，李冰便以火燒石，使岩石爆裂，終於在玉壘山鑿出了一個寬20公尺，高40公尺，長80公尺的山口。因其形狀酷似瓶口，故取名「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，使西邊的江水不再泛濫，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。

寶瓶口

分水魚嘴的修建

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，為了使岷江水能夠順利東流且保持一定的流量，並充分發揮寶瓶口的分洪和灌溉作用，修建者李冰在開鑿完寶瓶口以後，又決定在岷江中修築分水堰，將江水分為兩支：一支順江而下，另一支被迫流入寶瓶口。由於分水堰前端的形狀像一條魚的頭部，所以被稱為「魚嘴」。

魚嘴分流

都江堰的第一道水利工程是魚嘴，

它修建在岷江的彎道處，

洶湧的水流到了這裡會被這道「分水堤」分為內江和外江，

只有內江水可以進入成都平原。

魚嘴的建成將上游奔流的江水一分為二：西邊稱為外江，它沿岷江河雨順流而下；東邊稱為內江，它流入寶瓶口。

由於內江窄而深，外江寬而淺，這樣枯水季節水位較低，則六成的江水流入河床低的內江，四成水排在江外，保證了成都平原的生產生活用水；

而當洪水來臨，由於水位較高，水流會大量沖向河流彎道的內側，也就是外江，又因為外江修建得比較寬，所以會有6成水排往外江，四成水進入內江，這樣保證了進入成都平原水量的穩定。這種自動分配內外江水量的設計就是所謂的「四六分水」。

分水魚嘴

按河床高低排沙

此外，內江入口處，河床凹陷，

而外江入口處河床凸起，按照水流的自然規律，

澄澈的表層水流向凹地，渾濁的底層水流向凸地，

所以，很大一部分的沙石都會被外江帶走。

從魚嘴進入內江的水流已經不再那麼洶湧，

但依舊攜帶大量沙石，這時候就需要飛沙堰發揮作用了，

飛沙堰是內江外側的一道低矮堰壩，

內江水巨大的衝擊力流到此處，

會被飛沙堰旁邊狹窄的寶瓶口所制約。

飛沙堰二次淘沙

加上離堆的頂托作用，

在飛沙堰附近形成漩渦，

水中剩餘的沙石大量被漩渦甩出飛沙堰，

其餘的沙石在飛沙堰對面的回水區鳳棲窩沉澱，

每年有河工掏出清理，

這樣就有效的防止了泥沙淤積導致的河流潰堤。

飛沙堰

為了進一步控制流入寶瓶口的水量，起到分洪和減災的作用，防止灌溉區的水量忽大忽小、不能保持穩定的情況，李冰又在魚嘴分水堤的尾部，靠著寶瓶口的地方，修建了分洪用的平水槽和「飛沙堰」溢洪道，以保證內江無災害，溢洪道前修有彎道，江水形成環流，江水超過堰頂時洪水中夾帶的泥石便流入到外江，這樣便不會淤塞內江和寶瓶口水道，故取名「飛沙堰」。

飛沙堰採用竹籠裝卵石的辦法堆築，堰頂做到比較合適的高度，起一種調節水量的作用。當內江水位過高的時候，洪水就經由平水槽漫過飛沙堰流入外江，使得進入寶瓶口的水量不致太大，保障內江灌溉區免遭水災；同時，漫過飛沙堰流入外江的水流產生了游渦，由於離心作用，泥砂甚至是巨石都會被拋過飛沙堰，因此還可以有效地減少泥沙在寶瓶口周圍的沉積。

飛沙堰

再來綜合了解一下都江堰工程示意圖

地理題中的都江堰水利工程

都江堰是一項偉大的古代科技水利工程，被稱為古代水利的燦爛明殊。岷江是長江上游的一條較大的支流，發源於四川省北部高山地區。在都江堰建成以前，每當春夏山洪暴發之時。江水奔騰而下，由於河道狹窄，常常引起洪災，洪水一退，又是沙石千里。岷江東岸的玉壘山阻礙江水東流，造成東旱西澇。

秦國蜀郡太守李冰和他的兒子，吸取前人的治水經驗，主持修建了著名的都江堰水利工程。都江堰的整體規劃是將岷江水流分成兩條，其中一條水流引入成都平原。主體工程包括魚嘴分水提、飛沙堰溢洪低壩和寶瓶口進水口。

(1)岷江受季風氣候影響。水文變化大。仔細對比左右兩圖的變化，試分析岷江水從離堆附近引入成都平原時，冬夏引水量皆很穩定的原因。

(2)評價都江堰水利工程的影響。

(3)結合所學知識，說明都江堰水利工程在古代與今天的主要功能差異。

（1）對比兩幅圖的變化可知，右圖中把岷江分成了內江和外江，飛沙堰連接著內外江。夏季，雨季時節，流入內江的水量可以通過飛沙堰進行調節，將多餘的水量與泥沙分流到外江，從而減少流入成都平原的水量；冬季，降水量少的季節，利用飛沙堰將內外江進行隔開，從而保證冬季流入成都平原的水量，從而實現冬夏引水的穩定均衡。

參考答案：魚嘴把岷江分成了內外兩江；寶瓶口再次控制了入水量；飛沙堰既可以保證冬季入水，又可把夏季多餘的水量與泥沙分流到外江，從而實現了引水的穩定均衡。（6分）

（2）都江堰是一項偉大的古代科技水利工程，被稱為古代水利的燦爛明殊，主要從有利影響角度進行評價。從該工程本身來講：該工程順應當地的自然規律，並且充分利用自然資源的典範；因地制宜對自然條件進行改造與利用，揚長避短，保證了人地關係和諧。從對成都平原影響來講：地勢西高東低，岷江水可以自流注入成都平原，減少了成都平原的旱澇災害；同時為成都平原提供了農業灌溉用水、城市生活用水量；對成都平原的生態環境與環境均沒有破壞。

參考答案：該工程是順應自然規律，並且充分利用自然資源的典範；利用西高東低的地勢，使岷江水可以自流入成都平原；防洪抗旱，減少成都平原的旱澇災害；為成都平原提高農業灌溉用水、城市生活用水；不存在生態破壞與環境污染。（8分）

（3）都江堰是一項偉大的古代科技水利工程，古代主要是具有水利功能；今天都江堰的水利功能仍然發揮著作用，同時作為一種水利旅遊資源，發展旅遊業，因此當今又具有了旅遊觀賞功能。

參考答案：在古代為水利工程，具有水利功能；在今天它既有水利功能，又具有旅遊觀賞功能。

最後我們再來綜合了解一下都江堰的水利工程的功能：

都江堰運作原理

都江魚嘴，也叫分水魚嘴。它昂頭於岷江江心，包括百丈堤、榪槎、金剛堤等一整套相互配合的設施。其主要作用是把洶湧的岷江分成內外二江，西邊叫外江，俗稱「金馬河」，是岷江正流，主要用於排洪；東邊沿山腳的叫內江，是人工引水渠道，主要用於灌溉。

飛沙堰溢洪道又稱「泄洪道」，具有瀉洪、排沙和調節水量的顯著功能。飛沙堰的作用主要是當內江的水量超過寶瓶口流量上限時，多餘的水便從飛沙堰自行溢出；如遇特大洪水的非常情況，它還會自行潰堤，讓大量江水回歸岷江正流。飛沙堰的另一作用是「飛沙」，岷江從萬山叢中急馳而來，挾著大量泥沙、石塊，如果讓它們順內江而下，就會淤塞寶瓶口和灌區。

寶瓶口，具有節制水流的功用。夏季岷江水漲，都江魚嘴淹沒了，離碓就成為第二道分水處。內江自寶瓶口以下進入密佈於川西平原之上的灌溉系統， 旱則引水浸潤，雨則杜塞水門 ，保證了大約300萬畝良田的灌溉，使成都平原成為旱澇保收的 「天府之國」。

圖片、視頻來自網路

資料參考自酷玩視界、蘭大工學韶華、中國國家地理、農村農業雜誌等

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