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都江堰水利工程基本原理

道家講究因勢利導(dǎo),都江堰水利工程就是一個典型范例。費(fèi)了半天勁,根據(jù)網(wǎng)上資料,大致搞清楚了這項(xiàng)偉大工程的基本原理,編輯如下:

 

 

 

 

一、都江堰水利工程建設(shè)以前的情況:

    大家知道,四川是個盆地,四面都是高山包圍,中間是成都平原。除了長江從西向東橫貫而過這個盆地以外,還有好幾條大江大河從四面的高山上橫沖而下,匯入長江。其中一條,就是都江堰所在的岷江。

    岷江基本上是在四川偏西一點(diǎn)的位置,從北向南匯入長江的。岷江從北向南進(jìn)入平原的出山口,在灌縣,也就是后來修都江堰的地方。

    那么岷江自北向南到了修都江堰的地方,具體的地形是,在江的東岸有一個玉壘山,這個山向西伸出來了一塊,結(jié)果導(dǎo)致這個地方,一個是水流喘急,容易發(fā)大洪水;再有一個,就是導(dǎo)致水流偏西,把東面擋住了,造成下游西澇東旱。這個所謂“東旱”的“東”,就是東南方向的成都平原。

 

二、李冰修筑的都江堰三個工程及其基本原理。

    李冰修筑都江堰的時間,是在秦國統(tǒng)一中國的前夜。當(dāng)時秦國先已經(jīng)吞并了蜀地,當(dāng)時有個秦國大臣的計劃是通過蜀地為中轉(zhuǎn)站,沿著長江,去抄楚國的后路,滅掉楚。然后就任命李冰為蜀地的郡長,來經(jīng)營蜀地這個中轉(zhuǎn)站。

    作為郡長的李冰,看到岷江這個禍害,就是要變廢為寶。怎么個變法呢?就是從岷江出山口,具體就是剛才說的這個玉壘山做文章。

    第一,他把玉壘山向西伸進(jìn)岷江的這一塊山尾巴,用人工開鑿巖石,給攔腰截斷,形成一個向東的分水口,也就是都江堰工程的第一部分------寶瓶口(留在江心的那一塊山體,就叫做“離堆”)。有了寶瓶口,岷江一分為二,可以分一部分江水向東,灌溉成都平原了。

    第二,但是由于寶瓶口上游的岷江,江的東岸有山(玉壘山),地勢東高西低,那么在枯水期,江水就不愛往東面流,成都平原就得不到灌溉。怎么辦呢?那就搞第二個工程,就是沿著留在江心的“離堆”向上游方向,修筑一個幾百米長的大堤,這個大堤就叫做“金剛堤”,金剛堤迎著上游江水的頭部,就叫做“魚嘴”?,F(xiàn)在一般把這個工程統(tǒng)稱“魚嘴”。那么,從“魚嘴”到“離堆”之間的金剛堤,就等于把岷江水進(jìn)一步一分為二,西面的原有岷江河道,叫做“外江”;東面的河道,叫做“內(nèi)江”。其中“內(nèi)江”有人工導(dǎo)流渠的意思,每年到了枯水期,就組織人工,對“內(nèi)江”進(jìn)行掏挖,挖得比外江低,這樣,就解決了枯水期江水不愛流入寶瓶口的問題。另外,由于內(nèi)江被挖得比外江深,那么當(dāng)豐水季節(jié)的時候,江水的表層(清水)會搶進(jìn)內(nèi)江;而江水的底層(濁水)就會流入較高的外江?!景福簱?jù)說這個符合現(xiàn)代流體力學(xué)的什么原理,這個我不懂。】這就在很大程度上解決了泥沙淤塞內(nèi)江的問題。

    第三,“魚嘴”工程解決了枯水期的問題,和豐水期的部分泥沙淤塞問題,但還沒完。因?yàn)檫€有豐水期可能給內(nèi)江乃至成都平原造成水量過大的問題,以及剩下的泥沙對內(nèi)江淤積問題。解決的方案,就是都江堰的第三個工程------飛沙堰。飛沙堰實(shí)際上是在金剛堤最靠近離堆的地方,故意留出一段凹槽,所謂的堰,和堤的共同點(diǎn),都是擋水的。但其別就在于,堤,必須保證水流不得漫過;而堰,就是又檔水,還又讓水能漫過去。飛沙堰神奇的地方就在這里。

    寶瓶口很狹窄,在豐水的季節(jié),內(nèi)江的水位必然漲得很高,那么,高出來的水,就全都從飛沙堰漫過去,流回到原來的水道,也就是外江了,這就保證豐水季節(jié)大水不至于淹了成都平原;另一個妙用在于,寶瓶口上游內(nèi)江東岸是“S型”的,大水沖到這里,直接撞到半擋著的玉壘山體巖壁,就會翻滾,下層泥沙翻上來,翻過飛沙堰,翻到外江里。這又解決了剩余泥沙的淤積問題。據(jù)說幾噸重的大石頭都會翻滾過去。

    所以從視頻和照片上看,飛沙堰簡直狗屁都不是,就是個亂石灘,但沒想到居然有這么神奇的功效。

 

三、都江堰工程的功效。

    從功用上講,都江堰大概有這么幾個特點(diǎn):

    第一,都江堰引來的水,總共惠及下游川西平原四十多個縣,一萬多平方公里,一千萬多畝田地旱澇保收,從此四川出現(xiàn)沃野千里。這個收益可就太大了。

    第二,都江堰是兩千多年前修筑的,但是至今仍然發(fā)揮功效,這個在世界歷史上絕無僅有。

    第三,都江堰因勢利導(dǎo),樸實(shí)無華。都江堰的修筑,雖然也耗費(fèi)了十幾年的時間,而且以后歷朝歷代每年都要組織人對內(nèi)江進(jìn)行掏挖疏浚。但是相比于它發(fā)揮的功效,這個成本收益比來得太合算了。

    從介紹都江堰的視頻上看,都江堰一點(diǎn)兒都不宏偉,也不壯觀,看不出什么“人定勝天”的奇跡,游人們大多朝著都江堰周圍留下來的一些文物古跡和公園去了。沒有專業(yè)人士指點(diǎn),游人看不出都江堰本身有什么神奇之處。網(wǎng)上好多游客留的帖子,居然說去都江堰玩了一圈,半天沒看出什么道道來。這倒是說明了一個道理,就是都江堰暗合“無為”。

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