李冰主持修建的都江堰是怎么起到防洪灌溉作用的?

reedaijin


要说都江堰是怎么起到防洪灌溉作用的?从以下几个方面说起。

都江堰水利工程 示意图

1、都江堰水利工程的地理位置:都江堰水利工程位于都江堰城西,坐落在成都平原西部的岷江中下游。充分利用当地西北高、东南低的地理条件,以“疏同”为根本,根据江河出山口处特殊的地形、水脉、水势,“乘势利导、无坝引水、自流灌溉”,使堤防、分水、泄洪、排沙、控流相互依存,共为体系,保证了防洪、灌溉、水运和社会用水综合效益的充分发挥。

2、历史:战国时期秦国蜀郡太守李冰及其子二郎以不破坏自然资源,充分利用自然资源为人类服务为前提,变害为利,使人、地、水三者高度协合统一。科学地解决了江水自动分流、自动排沙、控制进水流量等问题,消除了水患。

3、防洪灌溉原理:游览都江堰,会看到都江堰水利工程的六字真言“深淘滩,低作堰”。都江堰渠首枢纽主要由鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口三大主体工程构成。三者有机配合,相互制约,协调运行,引水灌田,分洪减灾,具有“分四六,平潦旱”的功效。

1)鱼嘴:因其形如鱼嘴而得名,位于岷江江心,由百丈堤、杩槎、金刚堤等一整套相互配合的设施。其主要作用是把汹涌的岷江分成内外二江,西边叫外江,俗称“金马河”,是岷江正流,主要用于排洪;东边沿山脚的叫内江,是人工引水渠道,主要用于灌溉。

冬、春枯水季节,水流经鱼嘴上面的弯道绕行,主流直冲内江,内江进水量约6成,外江进水量约4成;夏、秋丰水季水位升高,水势不再受弯道制约,主流直冲外江,内、外江江水的比例自动颠倒:内江进水量约4成,外江进水量约6成。这就利用地形,完美地解决了内江灌区冬春季枯水期农田用水以及人民生活用水的需要和夏秋季洪水期的防涝问题。

2)飞沙堰:具有泻洪、排沙和调节水量的功能,确保成都平原不受水灾的关键要害。古时飞沙堰,是用竹笼卵石堆砌的临时工程;如今已改用混凝土浇铸,以保一劳永逸的功效。

作用主要是当内江的水量超过宝瓶口流量上限时,多余的水便从飞沙堰自行溢出;如遇特大洪水的非常情况,它还会自行溃堤,让大量江水回归岷江正流。飞沙堰的另一作用是“飞沙”,岷江从激流而来,参挟着大量泥沙、石块,如果让它们顺内江而下,就会淤塞宝瓶口和灌区。

3)宝瓶口:起"节制闸"作用,能自动控制内江进水量。

宝瓶口是玉垒山伸向岷江的长脊上凿开的一个口子,它是人工凿成控制内江进水的咽喉,因它形似瓶口而功能奇特,故名宝瓶口。留在宝瓶口右边的山丘,因与其山体相离,故名离堆。离堆在开凿宝瓶口以前,是玉垒山虎头岩的一部分。

4、就在今年受岷江上游强降雨影响,岷江上中游出现今年最大洪峰,8月21日下午3点到8月22日上午9点,今年最大洪峰顺利通过“鱼嘴分水,飞沙堰泄洪,宝瓶口控制流量”,充分发挥它“分流排沙、泄洪减灾”的作用。为了确保岷江流域安全,都江堰上游的紫坪铺水库,也在拦蓄洪水、削减洪峰。


点一下哈


认识都江堰,记得还是在幼时的教科书中,书本其实就是一个目录,真正的内容还需要亲自用脚步丈量,实到实地体验书本中的那些震撼,这绝不是一个可以省略的选项。

没有都江堰,就没有后来的肥沃的成都平原鱼米之乡。没有都江堰,就没有千百年来后人优沃的生活,没有都江堰,就没有辉煌的川蜀文明。今天老猪用实拍照片给你展示这个几千年前李冰用汗水和智慧铸成的水利工程。

李冰生活在秦昭王的末年,职位是蜀郡太守,在其位谋其政,是对李冰最大的激励,他在任期间用自己聪明智慧和对古人的总结,设计了一套复杂的水利枢纽工程便是都江堰,它的好处不言而喻,既可以在丰水期防洪、又可以引流灌溉、还可以实现航运利民的一个系统水利工程。

整个工程是由分水鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口等这些重要的构造组成,

这张照片即为宝瓶口,名字来历很简单,因为形状像个瓶子,这个地方原来是玉垒山的一部分,李冰用当时最先进的办法火烧,把这个山硬生生的凿出来一个大口子,以便岷江水流入。这个口的凿通,意味着把经常危害四方的江水便害为宝,灌溉了成都平原。

图1照片是分水鱼嘴 这个也是至关重要的部分,因为宝瓶口那边地势还是高,为了让大量的水流入这个口,故而在这里修筑了这个水坝,有了这个分水工程,就可以把大量的岷江水引入了宝瓶口。之所以叫这个名字,原因如上,还是因为形状,像个鱼的嘴。

更科学的是,李冰为了让这个水利工程不因季节导致流量忽大忽小,又创造性的发明了飞沙堰,这个全是用人工编著竹笼子,内装砂石,认为的铸造其一个合乎的高度,用来分水,来保证人工的内河没有水涝的后顾之忧,在这里修了个弯弯的河道,让江水在这里减缓,江水如果超过了水堰顶的时候,江水中夹带的泥石便流入到外江,这样就不会淤塞内江和宝瓶口狭小的水道,所以这里称之为“飞沙堰”。

如今,几千年过去了,李冰修筑设计的都江堰依旧造福着成都平原,造福着这一方百姓。


老猪的碎碎念


江堰建于公元前256年,是全世界至今为止,年代最久、唯一留存、以无坝引水为特征的宏大水利工程。两千多年来,它一直发挥着防洪灌溉作用,使成都平原成为水旱从人、沃野千里的天府之国。世界文化遗产—都江堰旅游区为国家AAAA级旅游景区、国家级风景名胜区。岷江是长江上游的一条较大的支流,发源于四川北部高山地区。每当春夏山洪暴发的时候,江水奔腾而下,进入成都平原,由于河道狭窄,古时常常引起洪灾,洪水一退,又是沙石千里。而灌县岷江东岸的玉垒山又阻碍江水东流,造成东旱西涝。秦昭襄王五十一年,李冰任蜀郡太守,他为民造福,排除洪灾之患,主持修建了著名的都江堰水利工程,耗时八年。

李冰修筑的都江堰三个工程及其基本原理

作为郡长的李冰,看到岷江这个祸害,就是要变废为宝。怎么个变法呢?就是从岷江的玉垒山的出山口做文章,于是就修筑了都江堰工程。工程分三块:

第一,宝瓶口

他把玉垒山向西伸进岷江的这一块山尾巴,用人工开凿岩石,给拦腰截断,形成一个向东的分水口,也就是都江堰工程的第一部分------宝瓶口(留在江心的那一块山体,就叫做“离堆”),岷江一分为二,宝瓶口下游,有江安河、走马河、柏条河、蒲阳河等纵横交错河流和水渠灌溉成都平原了。

宝瓶口

第二,鱼嘴和金刚堤

但是由于宝瓶口上游的岷江东岸有山(玉垒山),地势东高西低,那么在枯水期,江水就不爱往东面流,成都平原就仍然得不到灌溉。怎么办呢?那就搞第二个工程,就是沿着留在江心的“离堆”向上游方向,修筑一个几百米长的大堤,这个大堤就叫做“金刚堤”,金刚堤迎着上游江水的头部,就叫做“鱼嘴”。从“鱼嘴”到“离堆”之间的金刚堤,等于把岷江水进一步一分为二,西面的原有岷江河道,叫做“外江”(金马河);东面的河道,叫做“内江”。其中“内江”有人工导流渠的意思,每年到了枯水期,就组织人工,对“内江”进行掏挖,挖得比外江低,这样,就解决了枯水期江水不爱流入宝瓶口的问题。另外,由于内江被挖得比外江深,那么当丰水季节的时候,江水的表层(清水)会抢进内江;而江水的底层(浊水)就会流入较高的外江。这就在很大程度上解决了泥沙淤塞内江的问题。

鱼嘴(金刚堤)

第三,飞沙堰

“鱼嘴”工程解决了枯水期的问题,和丰水期的部分泥沙淤塞问题,但还没完。因为还有丰水期可能给内江乃至成都平原造成水量过大的问题,以及剩下的泥沙对内江淤积问题。解决的方案,就是都江堰的第三个工程------飞沙堰(相当于现代水库的溢洪堤坝)。飞沙堰实际上是在金刚堤最靠近离堆的地方,故意留出的一段凹槽。所谓的堰,和堤的共同点是拦水。但其别就在于,堤,必须保证水流不得漫过;而堰,就是又拦水,还又让水能漫过去。飞沙堰神奇的地方就在这里。

宝瓶口很狭窄,在丰水的季节,内江的水位必然涨得很高,那么,高出来的水,就全都从飞沙堰漫过去,流回到原来的水道,也就是外江了,这就保证丰水季节大水不至于淹了成都平原;另一个妙用在于,宝瓶口上游内江东岸是“S型”的,大水冲到这里,直接撞到半挡着的玉垒山体岩壁,就会翻滚,下层泥沙翻上来,翻过飞沙堰,翻到外江里。这又解决了剩余泥沙的淤积问题。据说大石头都会翻滚过去。

飞沙堰

曾老师简明的介绍了都江堰,想必聪明的您已经明白了都江堰的原理。我们为两千多年前中华民族的祖先卓越的智慧感到惊叹!我们每个人都应该为现代中华民族立于世界之林作出自己的贡献!


大脸法语TalentFrance


古人的智慧实在是值得佩服的,两千多年前,人类能有这样的水利工程,除了佩服还是佩服。

秦朝是在公元前221年统一六国的,统一六国前,四川已被纳入秦国版图。都江堰是秦朝统一之前(公元前256年)由秦国修建的,具体负责修建事宜的是秦国蜀郡太守李冰。这人现在还是被当地人供奉为神明。

四川是一块盆地,没有把水系治理好之前,水灾频发,遇雨即涝。特别是成都平原,地处四川盆地西部,西北方向都是山,从甘肃南部发源的岷江,一发大水,就会淹四川。

为此,李冰主持修建了都江堰。来看看他的原理,简单的原理,说复杂了不容易记:


有没有看到宝瓶口?在上图的中间。这个口原来是没有的,是李冰带人凿开的,凿开它的目的就是要将岷江的水向东南方向分流到成都平原。但是有个问题,这个宝瓶口的地势较高,岷江的水不会分流过来,因为水往低处流,不能往高处流。

那怎么办?李冰又想个了个办法,在宝瓶口上游的岷江中间修建一个堤,在岷江上游地势较高的地方开始将一部分水引入宝瓶口方向,这个堤将岷江一分为二,右边的是内江,左边的是外江,内江的河道挖的深一些。这样借助上游水势下来的动能,岷江水就能分流入宝瓶口,从宝瓶口再分流去浇灌成都平原。宝瓶口为什么不开在更上游一点呢,这样不就不需要金刚堤了?上游都是山,无法开口,宝瓶口是开口的最佳位置了。

岷江上游发大水了怎么办?如果不采取措施,一发大水,宝瓶口的入水量必然要大量增加,但成都不需要这么大的水。为此,李冰采取了两个办法:

一是宝瓶口开口本身就开的小,这样算是总量有个控制。

二是在宝瓶口左边再建一个人字堤,与金刚堤南北隔开,中间用一道堰连接,这个叫飞沙堰,这个堰是有高度限制的,不能太高。

平时水量一般的时候,内江的水不会经过飞沙堰漫到外江去,而一旦发大水了,从鱼嘴分流到内江的水必然增多,多出来的水就会漫过飞沙堰,又流回到外江。

为什么叫飞沙堰?因为发大水的时候,上游的来水往往含有沙子,而宝瓶口上游的内江东岸都是山体,从鱼嘴冲下来的大水会直接撞到山体,这样水底的沙子就会翻上来,再翻过飞沙堰,又流到外江里,这样又把沙子挡在了成都之外。

在鱼嘴把内江河道挖低点,在下游的飞沙堰把堰建的低一点,有个互补。所以叫深淘滩、低作堰。

从这张图可以看出,内江的河床明显低于外江,这样设计,在平时便于岷江的水更多流向内江


平常季节,上游水不多的时候,因为内江河道比外江河道深,所以水流到内江的会更多一些,保证了成都平原的灌溉之用;上游发大水的时候,流入内江多余的水又会漫过飞沙堰,流回到外江,保证成都不会被大水淹。人字堤下面的平水槽也是分流宝瓶口的水量用的。原理说起来简单,用起来好用,真是天才的设计。

所以,这里是世界遗产。这里是天府之国。


坐看东南了


都江堰是怎么起到防洪灌溉作用的?

防洪:一 鱼嘴分流 将岷江分为内外江,外江就是用于泄洪的 当洪水来袭的时候,外江引流,将洪水分流 就达到防洪泄洪的目的 都江堰在防洪手段上 是疏导而不是堵塞.二 是口诀“深淘滩,低作堰”,具体说就是飞沙堰,位于内外江分流处,有泄内江之洪于外江,延缓水流速的作用 文献记载为:泄洪道”具有泄洪徘砂的显著功能,故又叫它“飞沙堰”.飞沙堰是都江堰三大件之一,看上去十分平凡,其实它的功用非常之大,可以说是确保成都平原不受水灾的关键要害.飞沙堰的作用主要是当内江的水量超过宝瓶口流量上限时,多余的水便从飞沙堰自行溢出;如遇特大洪水的非常情况,它还会自行溃堤,让大量江水回归岷江正流.另一作用是“飞沙”,岷江从万 山丛中急驰而来,挟着大量泥沙,石块,如果让它们顺内江而下,就会淤塞宝瓶口和灌区.古时飞沙堰,是用竹笼卵石堆砌的临时工程;如今已改用混凝土浇铸,以保一劳永逸的功效.

灌溉:岷江原来只有外江,没有内江,故,岷江水本不会流向成都平原地区.都江堰水利工程凿山分河,将岷江水由鱼嘴引至宝瓶口,使内江水流向成都平原.现在,内江又在都江堰市区分作4条河,达到灌溉目的.


红色收藏家姜小平


水利工程的概念:水利工程是调节地表水和地下水,以达到兴利除弊的工程。

调节地下水,使大地润泽,才是水利工程的最终目的!这是检验一个工程是否是水利工程的唯一标准!

都江堰水利,之所以能做到“无坝引水”的关键,就是调节地下水。劈开玉垒山,又匪夷所思的向山下挖凿了二十米,将岷江水引入地之经脉——山下断裂带,藏水于地。

川西平原的地下才有了充盈着地下水,造就了许许多多四季不干、无需浇灌的“冬水田和夏湿田”,因此,才有了“水旱从人,不知饥馑”的天府之国!

如今的水利工程,只调节地表水,而不调节地下水。江河是大地的经脉。古时候大禹的父亲鲧,看到河岸被冲毁了,就用从天上偷得的息壤,修筑坚固的河岸,封堵了大地的经脉——江河。造成了地不润、天不和,洪旱交替愈演愈烈。

如今,我们不过是用水泥替代了息壤,修筑坚固豪华的水泥河岸。甚至为了所谓的“节水”,将河道整体防渗漏。彻底地封堵了大地的经脉——江河。

造成江河水不能润泽大地,地下水得不到江河水的补充,地下水位越降越低。

所以,无雨就旱,下雨就淹。洪旱交替,随地下水位的降低而愈演愈烈!

地下水位不断降低,土壤长期缺水干涸、萎缩疏松沙化,所以天坑地陷,山体滑坡频繁。

地下水位降低,地下板块间的应力平衡被打破,所以地震也越来越频繁!


西蜀府河人


非常感谢!

都江堰坐落在成都平原的岷江之上,秦昭王末年由时任蜀郡太守李冰父子两人组织建设。两千年来,都江堰一直发挥着其防洪灌溉的功能,这也是世界上可查考的年代最久、唯一留存、以无坝引水为特征的至今仍在一直使用的伟大的水利工程。这是农业灌溉工程史上一项创举。

都江堰水利枢纽工程因地制宜,充分利用了当地西北高、东南低的地理条件,实施了鱼嘴、飞沙堰和宝瓶口三大工程,集堤防、泄洪、排沙、控流为一体,造就了“天府之国”。

就工程本身来讲

一、鱼嘴工程又称“鱼嘴分水堤”,因形似鱼嘴而得名,将水流分开。工程在岷江弯道环流中心,枯水期时,岷江水位较浅,水流经过时,沿着鱼嘴绕行,主流直冲内江,约占6成,水流平缓,可引水灌溉;丰水期时,水位较高,鱼嘴起到作用有限,水流直冲外江,可起到防洪作用。

二、飞沙堰工程其实就是起到了一个泄洪道的作用,既能够泄洪、排沙,又能够调节水量。原理比较简单,岷江水中,悬移质比较少,推移质比较多,当内江的水量超过围堰时,多余的水从飞沙堰自行溢出,同时,利用弯道,将推移质输运到外江。宝瓶口工程同飞沙堰工程紧密配合,有效控制内江进水量,保障农业灌溉所需。


水土博士


都江堰的防洪灌溉作用主要有三大工程体系组成:宝瓶口、鱼嘴、飞沙堰。

宝瓶口宽20米,长43米,枯水期水深为8米,洪水期为12米。宝瓶口的绝佳之处就在于它既能保证进入内江灌区的水量,又能在洪水期挡住过量的洪水进入灌区。由于宝瓶口引水点高,海拔729米,成都海拔500米。两地存在落差,因此整个灌区可以做到无坝引水,自流灌溉。当夏秋季节洪水到来时,由于宝瓶口进水处窄而深,阻水作用相当显著。洪水主流只能在宝瓶口前横向流过,并且很自然在宝瓶口右边形成一个立轴漩涡阻水,洪水愈大,漩涡也就愈大,阻水作用自然就愈强。因此当宝瓶口前水位很高的时候,绝大部分洪水就会自动折回,经人字堤从飞沙堰溢洪道排出。这就是成都平原水大不淹,水小不干,水旱从人,不知饥馑的由来和保证。

飞沙堰起泄洪排沙和调节水量的作用。

上游下来的水经鱼嘴一隔,汹涌的岷江被分为内江和外江,外江排洪,内江引水灌溉。 渠首的这三项工程互相配合互相制约,最终达到“分洪以减灾,引水以灌田”的兴利避害的目的,造就了天府之国的四川。


四川三耳哥


我想补充说明的是

1 都江堰是负反馈自动调节系统。也可以讲这是人类历史上负反馈原理最早的应用,也是使用时间最长的伟大工程。丰水期水大,内江流入比例量减少。枯水期水少,内江流入比例加大。金刚堤鱼嘴上游是输入端,宝瓶咀是调节系统的输出端。飞沙堰是调节器。流入内江平原水量自动调节可控。现代火车蒸汽机,汽车发动机,核电站,电力网都用这个原理。中国人极具智慧。

2 柔性分洪 飞沙堰抗拒洪水的伟大 。抗拒洪水地震大自然巨力,中国道家智慧:柔弱胜刚强。都江堰上用大字刻写:深淘滩,低作堰,是闻名世界的都江堰水利工程的治水名言。这六字治水真经,体现了中国人卓越的治水理念和思想。因深而导,因低而泄,是分水而不是堵水。用竹笼装卵石堆置飞沙坝上,这可不是临时建筑,而是以漏防冲,如遇到大洪水,可自行漰溃,大洪还于岷江。竹子和卵石不仅就地取材,更是柔性系统的真正体现。今天所谓一牢永逸的水泥坝,不仅仅是画蛇添足,而且完全违背了古人的初衷,另外1976唐山大地震,现代房屋几乎都倒了,亲眼见到明朝一古庙仍然未倒,只是外墙塌了。其原因是大庙木结构是个柔性系统。四梁八柱形成一个整体。柱子放在柱石敦上并不硬连接,是漂在上面的。大庙在震波中随之摇摆,是柔性的系统。在大自然伟力面前,任何钢筋水泥都不堪一击。都江堰千年不废,柔使之然也。



3流体力学的应用

内江深淘滩,河道比外江低,导水分流人宝瓶口。河水上层流速快,下层相对慢,清水入内江。丰水时,因飞沙堰低而且漏,可泄洪分流。

再者,离堆一座山,水成S湾,从流体力学原理上说,水在此形成旋转力。如同分离稻谷的谷风机。沙石被从飞沙堰抛出。水越大抛的越远,同时还可以使沙石分离。解决了沙石淤积河道的问题。

中国古代的遗存应该重新审视。有独立的东方智慧。


雪堂


都江堰位于成都平原西部岷江之上,距离成都市50公里,是川西山地与成都平原的结合部。岷江出岷山山脉,从成都平原西侧向南流去,岷江出山口的玉垒山坡度极陡,导致都江堰虽然与成都只有50公里的距离,但高度差却达到了273米。在都江堰水利工程修建之前,当雨季来临之时,山洪暴发,奔腾的岷江之水向成都平原倾泻而下,整个成都平原便是一片泽国。

战国末期秦国的秦昭王在位期间征服了蜀国,在此地设立蜀郡,并委任李冰担任蜀郡太守。李冰到任后便吸取前人的治水经验,率领当地人民,主持修建了著名的都江堰水利工程。

李冰先选中了玉垒山下的岷江一拐弯处,在江中用竹笼垒石、整体投放的方法堆起了一座人工岛并命名为鱼嘴分水堤。鱼嘴将岷江分为内江与外江,且内江深、外江浅。这样,在枯水期便可使六分水走内江,四分水走外江,以保证成都平原的航运灌溉;而汛期来临时又利用弯道动力学的自然规律使得四分水走内江、六分水走外江,让多余的江水流入长江,这便是“一次分洪”。

接着李冰又凿穿玉垒山而成宝瓶口,内江之水由宝瓶口进入成都平原。但当年李冰开凿宝瓶口时遇到了巨大的困难。玉垒山是石头山,如果用普通的工具去开凿的话需要30年才能完成。而李冰想到的方法是:就地砍伐山上的树木然后堆放在岩石旁,然后将其点燃。待石头被烧红之后再用冰冷的岷江水泼在石头上。滚烫的石头突然遇冷,进而崩裂、变脆。这样就大大加快了工程进度,开凿宝瓶口总共只用了8年。宝瓶口如同约束江水的瓶颈,在保证足够的江水能进入成都平原后又让多余的江水经飞沙堰再次流入外江,这便是“二次分洪”。飞沙堰是一座可自然调节水量的堤坝:当枯水期水量较少时,内江之水无法漫过飞沙堰,从而使得百分之百的内江水都能进入成都平原。只有水量超过一定额度,多余的水才会漫过飞沙堰而排入外江。

都江堰还能自行解决水利工程的泥沙排放问题。在鱼嘴分流处,根据弯道的水流规律,表层水流流入内江,底层水流则流入外江。而泥沙较重,所以表层水流含沙量较底层水流小,从而确保大部分的泥沙经外江而流走,这便是“一次排沙”。虽有少量泥沙进入内江,但河道又利用水流直冲水底崖壁(玉垒山)而产生的旋流冲力再度将这些泥沙从飞沙堰排走,这便是“二次排沙”。洪水越大排沙效果越好,泥沙排除率最高竟可达98%。

都江堰的鱼嘴分水堤、宝瓶口和飞沙堰这三大部分互相配合,完全利用自然规律做到了自动防洪与排沙,不得不说这是人类历史上的一个奇迹。它充分体现了道家思想里因势利导、顺势而为、天人合一的精髓。它做了最小的改动,却最大化地利用了自然,做到了“四两拨千斤”。它虽历经2200多年,如今却依然能发挥重要的作用。我认为西方科技的自动化再发达也是人力所为,而都江堰已与大自然融为一体,做到了真正的自动化,是自动化的最高境界。


分享到:


相關文章: