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都江堰修建利用的原理

生活 更新时间:2024-12-01 01:29:08

在我國建造的水利工程中,都江堰是一個繞不開話題的世界灌溉工程遺産。自建成以來一直到現在的千年以來,它一直在投入使用中。

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都江堰周邊曾經人員稀少,它最初的居民隻有深山中的少部分氐羌人。李白曾在《蜀道難》中寫道:“噫籲嚱,危乎高哉!蜀道之難,難于上青天!”,當岷江洪水泛濫,越過平原流向成都的時候,它所造成的自然災害不可估量,曾有多少人葬身于魚腹,也無可統計。

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這種情況的持續被一個叫做李冰的人改變了。

李冰,戰國時代著名的水利工程學家。至于李冰是哪裡的人,曆史上沒有詳細的記載,至今都還是個謎。總之,他被秦王派來蜀國治理岷江水災。面對如猛獸般的洪水,李冰确實想出了治理的方法,他的方法直到現在都依然被人叫絕。

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我們都知道府南河是成都的母親河,它不僅為成都人提供了日常用水,農田灌溉也均取自于此,可以說,是府南河水養活了成都人,而府南河的上遊正是都江堰。是的,你沒有猜錯,李冰想出的第一個絕招就是把岷江水分流。

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他首先挑選了一個彎道,在岷江一側重新挖了一條河道,外江繼續流向它原來的方向,内江則流入成都。這個彎道分流的位置形似鴨嘴魚,被現代人稱為魚嘴分水堤。至于為什麼一定要挑選一個彎道分流,這裡先賣一個關子。建這麼一個魚嘴分水堤減緩了岷江水流的速度,保證了水堤不會受到大的沖擊。雖然我們現在看到的水堤使用的是現代化更堅固的水泥材料,但是它的位置和形狀從來沒有改變過,還是保持着原貌。2019年8月汶川發生特大泥石流時,岷江水流雖然很急,但到了都江堰便被此工程稀釋,沒有給成都帶來任何自然災害。

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為什麼這個魚嘴分水堤這麼曆害?再洶湧的洪水到了這裡都能變得乖巧?幾千年前,它所運用到的物理學讓人歎為觀止。其實魚嘴分水堤它的主要作用分為兩個方面:二八分沙和四六分水。

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衆所周知,河水裡含有河沙,這部分流到成都的水因為要供成都人民飲用,要是含沙量太高,勢必處理起來比較麻煩,這個魚嘴建立在彎道位置,當河水通過彎道被甩出外江進入内江時,這凸起的魚嘴就起到了一個分沙的效果,當水沖上坡道,大部分的沙子又滾回外江,流入内江的水含沙量就小了很多。

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它的另外一個作用是四六分水,這麼一個工程,可以讓豐水期時,六分水繼續沿外江前行,四分水流入内江進入成都,到了枯水季,水量縮小,它又能讓六分水進成都,而四分水進外江了,是不是特别神奇?要知道,這可是幾千年前修建的工程,那時候,還沒有系統的物理學呢。李冰把魚嘴工程建立在彎道,并建了魚嘴分水堤,便是利用了物理學的原理。

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都江堰水利工程有三個比較重要的位置,其一是魚嘴分水堤,其二是飛沙堰,第三是寶瓶口。

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前面說到,流入成都的水在魚嘴位置進行了第一次的過濾,但是它依舊含有沙子,沙量太多勢必會造成擁堵,怎麼辦?這就要說到飛沙堰了。

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飛沙堰的位置在枯水期時可以看到有一個類似平台的樣子,平台上堆積着一些泥沙和石頭,為什麼會出現這樣的情況呢?當流往成都的水依然很洶湧時怎麼辦?這個飛沙堰的效果就會比較顯著了。當水超過這個平台,它又會被進行第二次分流,一部分的水再次流入岷江,一部分水流入寶瓶口進入成都平原。這次的分流會讓水産生一定的漩渦,帶動内江的泥沙,把這部分的泥沙再次甩入外江,使得進入成都的水再次進行泥沙過濾。

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内江水通過寶瓶口進入成都,寶瓶口的功能相當于控水閥,可以控制進入成都的水量,讓成都永遠不會産生水災。

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據說,寶瓶口的位置以前是一座山,要把山挖開至少需要20年時間,可是李冰又不可能花上20年時間來挖開一座山。那麼這座山是如何被挖開為内江水讓路的呢?傳說,李冰有一回在河邊架火燒飯,突然下了一場暴雨,火堆下的石頭因為被烤了很久,突遇水澆,便一下子破裂了。就是這個巧合讓李冰發現了開山的方法。他們把山上的樹木砍掉,堆在山頂,然後燒火,當石頭被燒至一定的溫度,再澆上岷江之水使石頭爆裂,這種沒有火藥卻勝似火藥的開山方法,最終成就了寶瓶口。

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後人一直記着李冰父子修建都江堰的功勞,還在都江堰為他們修建了一座二王廟。不可否認的是,這個一直使用了幾千年并且即将永遠使用下去的水利工程,是人類世界的奇迹,也是水利工程的世界遺産,它帶給了人們修建水利工程的諸多啟示。是李冰,讓成都人安居樂業,但成都人卻仍然沒有搞明白李冰到底是哪兒的人。

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本文作者:開心菜菜

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