世界上，能夠同時兼具建造年代最遠、發揮作用最大、并且曆經千年歲月的洗滌，至今仍能完好地發揮其作用的工程，當然就唯有都江堰水利工程這一座了。

都江堰

都江堰水利工程修建于公元前256年的戰國時期，秦始皇曾祖父秦昭襄王時代。由時任蜀郡郡守的李冰率衆修建。

工程選址在成都平原西北部，岷江出高山、入平原之處，就是現今的都江堰市境内。

岷江流域及都江堰位置

都江堰水利工程是利用在岷江出山口處，用人工開挖出的一條通往成都的“内江”河道來起到洩洪的作用。它用分流岷江水的方式來防止由于岷江水量過多而造成決堤後洪水沖擊成都平原的隐患，并且還能利用這條内江河道同時發揮另一個作用——引水灌溉成都平原。

三大主體工程分布

要讓一條人工河來達到既能洩洪，又要灌溉的目的的話，就必須控制好這條人工河的進水量。

枯水期需要引水灌溉的時候，内江進水不能太少，不然成都平原的用水量不足。

汛期需要幫助岷江洩洪的時候，内江進水不能過多，不然成都平原依然容易被淹。但同時也不能太少，因為岷江要是洩洪量不足的話，仍然會存在決堤的隐患。

那麼水利工程是靠什麼來控制好内江在岷江不同水量情況下的進水多少呢？

為了平衡好岷江水流進内江的一個範圍值，李冰在内江的渠首也就是源頭處，建造了三大主體工程用作控制岷江流進内江的水量。

三大主體工程由“魚嘴”、“飛沙堰”、“寶瓶口”組成，各自發揮作用的同時，又相輔相成。嚴格控制着岷江流進内江的水量和沙石含量。

1. 魚嘴

全稱為“魚嘴分水堤”，它位于整個水利工程的最前端（北），稱為“第一大主體工程”。處在岷江河道的中央位置，古時候用“竹籠”堆砌而成，1974年改用水泥澆築。

魚嘴分水堤

作用是起到分江分流的目的。它将岷江分為了魚嘴以西的外江（岷江主幹道）和以東的内江（人工河）。再輔以連接着魚嘴身後一座月牙形的人工小島“金剛堤”，從而實現了徹底将岷江一分為二（内江和外江）。

在魚嘴處的東西兩邊，内、外兩江憑借河道的寬窄不同，高低落差來達到不同的分水方式。

内、外兩江相比較的話，外江比内江河道寬，河床也比内江的高。外江寬又高，内江窄且深。

岷江分流原理

所以，在枯水期，岷江原本水少的情況下，水位線也低，當流到魚嘴處的時候，水往低處流的特性，岷江裡面更多的江水（約占60%）流進河床較低的内江河道，少量的江水（約占40%）順外江流走。枯水期，更多的水流進内江就能保證下遊成都平原的用水量。

而到汛期的時候，岷江水量大，水位線高。流經魚嘴處時，由于外江比内江河道更寬闊，所以在水位線高的時候，外江引水更多（約占60%），内江引水少（約占40%）。這就實現了在汛期，内江既可以幫助岷江分流洩洪的同時還能保證自身不會因為引水太多而給成都平原造成水患，内江自身也是需要洩洪的，俗話說：“救人也得先保證自身的安全嘛”。

不過在汛期時，雖然隻有40%左右的岷江水流進内江，但這40%的水量也比在枯水時期的60%多許多。

為了不讓内江引水過多而給成都平原造成隐患，所以當江水被引進内江以後，如果過多超量的話，還需要再給内江減量瘦身。怎麼減，靠什麼？

2. 飛沙堰

第二大主體工程——飛沙堰，全稱“飛沙堰溢洪道”，注意這個“溢”字！水滿自溢的意思。“溢洪”和“洩洪”是有區别的。雖然都是為了排洪水，但是作用方式不同。

在河道上直接挖出一個口子，或者直接挖一條河來引水流出主幹道的這種方式叫洩洪，隻管出，不管入，簡單粗暴。

而溢洪的話，則需要在挖出的口子或者河道入口處的河床底部築起一道坎，這道坎就叫“堰”。堰的作用就是起到控制排水量的目的。水位線低于這道堰頂高度的話，水不會流出，依然順着原河道流動。當水位線高出了堰頂高度的時候，高出的水從堰頂溢出排走，所以這叫“溢洪”，既保出，又保入。

飛沙堰原理圖

飛沙堰就是這樣的堰，就是起到這樣保出、保入的作用。

位置設置在魚嘴下遊一公裡處，金剛堤的最末端。

飛沙堰的這條溢洪道連接内、外兩江，河道全長300米。并在連接内江這一側的河道口上設置了這道“堰”。堰長200米左右，寬3米左右，高度至關重要，它的堰頂距離内江河床的垂直高度為2.15米。

也就是說，内江河道靠近飛沙堰的這一段，河床高度就隻有2.15米。

當水位線高于河床2.15米的話，高出的水溢過飛沙堰，再次流回外江河道，起到為内江二次洩洪的作用。

要是低于2.15米的水位線，水不會溢走，全部沿内江河道流下去，以保證下遊成都平原足夠的用水量。

都江堰洩洪

飛沙堰最初同樣是用“竹籠”堆砌，1974年改用水泥澆築。

用竹籠堆砌時，還一個好處，當内江水量确實過大，僅憑溢洪效果無法解決内江高水量問題的時候，大水會沖毀這段用竹籠堆起來并不結實的飛沙堰。決堤後的飛沙堰，就等同于這條溢洪道河床降低，排水量增加，洩洪力度更給力。

現在的飛沙堰為水泥結構，不具有決堤洩洪的作用了，不過沒關系，上世紀80年代，在飛沙堰往下150米左右靠近第三大主體工程——寶瓶口的位置，當代水利專家又挖建了一條長度接近一公裡，寬40米左右，用作輔助飛沙堰處排水的河道——“人字堤溢洪道”。它也同樣連接着内、外兩江。作用原理同飛沙堰一樣。

人字堤河床高度與旁邊的寶瓶口能夠容納的最高水位線持平。意思就是說，内江水位線超過了寶瓶口能容納的最高水位線以後，高出的水就會淹上人字堤洩洪道被排走。這也算起到第三次洩洪的作用。

人字堤洩洪

接下來就是内江水在進入成都平原前所需經過的最後一道關卡了，第三大主體工程——寶瓶口。

3. 寶瓶口

全稱“寶瓶引水口”。因形狀像觀音菩薩的寶瓶躺在内江河床上用瓶口吸水一樣而得名寶瓶口。

寶瓶口是當年李冰動用了大量的民工，用火燒水澆（熱脹冷縮的原理）的方式将玉壘山的末端鑿山而出的工程。長80米左右，高40米左右，寬度是，最寬處（“瓶身”）26米，最窄處（“瓶口”）9米。

其作用就是起到“節制閘”的作用。瓶口與内江河道相比，異常狹窄。所以寶瓶口的進水量是已經被節制了的，由于其入口的狹窄，所以進水有限，多的水進不去，隻能在寶瓶口的前端堆積，堆積的水位線超過了飛沙堰或者人字堤的高度以後直接回流岷江排走。

狹窄的寶瓶口

但随着下遊灌區的不斷增加，用水量也在不斷增加，那該如何加大寶瓶口的進水量呢？

寶瓶口的寬度不能動，最好的辦法就是增加瓶口處的深度，随着用水量的增加而不斷往深了挖。挖得越深，水位線越高，引水量越大。到目前，寶瓶口的水深已經達到了13米左右。瓶口的河床底部就像一道“坑”，呈碗底形。

作為大成都地區“門戶”的寶瓶口，絕對不容有失，要是沖毀了，便再也沒有什麼能夠阻擋不受控制的内江水流入成都，到時，成都将成為一片汪洋。

更不能讓狹窄且低窪的寶瓶口堵了，不然成都地區不僅沒水用，還有可能讓本來已經分流進入内江的水再次全部回流岷江，岷江水一多，再決堤，成都同樣一片汪洋。

最容易堵塞寶瓶口的就是河水中所含的泥沙和石頭。

從源頭海拔3000多米的高原大山上滾滾奔流下來的河水中，裹挾着大量由于塌方、山體滑坡或者水土流失而産生的沙石。尤其在汛期，山上要是下暴雨，如果任由這些大量沙石都流進寶瓶口的話，不出半天，寶瓶口必定被這些沙石堵死。

這樣的話，成都危矣。

所以，在江水被引入寶瓶口之前，水利工程整體除了要控水以外，還有一個重中之重的工作，那就是——排沙。

在魚嘴前端的岷江河道，以及魚嘴至飛沙堰這一段的内江河道，這兩段河道都是李冰人為設計的彎道。

目的是運用河水流進彎道以後會産生環流的原理，簡稱“彎道環流原理”，用這個原理來進行排沙。

這兩段彎道，都是統一把西岸設計為凸岸（河岸線往河床裡面凸出來的），東岸設計為凹岸（河床往這一側的河岸線裡面凹）。

彎道環流原理圖

江水流進彎道以後，受離心力的作用它會在彎道裡面翻滾，表層水比底層水流動得更快。表層水往凹岸流，領先撞到凹岸之後向下，變成底層水以後再往凸岸流，撞到凸岸以後向上再變回表層水。就是這樣不斷的翻滾着，

表層水是幹淨的水，因為沙石含量低。底層水是渾濁的水，因為沙石含量高。

底層渾濁的水往凸岸流的時候，就會帶動、推動底部大量的沙石都往凸岸流動，并且堆積在凸岸。

（所以你會看到大量的那些原生态的河道，都是凸岸越來越凸，凹岸越來越凹，久而久之，沒有人為幹涉的話，河道慢慢地就改道了）。

既然底層水是帶着沙石往凸岸流動，那在凸岸這邊打開一個口子，底層水自然就會帶着沙石從這個口子流出。所以飛沙堰與外江就在凸岸這邊，便于排沙。

而表層幹淨的水往凹岸流，把内江和寶瓶口建造在凹岸，那幹淨的水就源源不斷的流進了寶瓶口。

魚嘴處，第一次排沙，大概能夠排走岷江河床裡面80%的沙石含量。

飛沙堰，二次排沙，再排走剩餘大概20%中的80%左右。

經過兩次排沙後，最終能夠流進寶瓶口的沙石含量隻占岷江河水中含沙量的6%左右。微乎其微，即使有少量的沙石堆積在了寶瓶口，也沒關系，都江堰這兩千多年來，後人們一直都遵循着李冰建好水利工程後定下的一個叫做“歲修”的規矩。

歲修

顧名思義，歲歲修，年年修。

每年年底的冬季枯水期，當地的地方政府都會主持歲修都江堰。

歲修

先在魚嘴，内江的源頭處，用“竹籠” “杩槎”将内江河道完全攔截，讓水流幹露出河床以後，開始加固三大主體工程以及河堤河岸。

歲修

同時也要清理河床，尤其要控制飛沙堰這一段的河床深度，河床若是高了的話，就往下挖，挖到露出河床底部的四根“卧鐵”為止，然後再使飛沙堰的堰頂高度與内江河床底部達到2.15米的垂直高度即可。

真實的卧鐵

卧鐵所在位置

複制的卧鐵

歲修耗時大概3個月左右。歲修完畢，待到來年清明節這一天，在内江源頭首先舉行盛大的祭奠李冰儀式。再砍開攔截内江河道的“竹籠” “杩槎”，讓岷江水從新浩浩蕩蕩的流進内江，流進成都平原的千家萬戶，灌溉千萬畝農田。

竹籠杩槎

不過自1974年将三大主體工程全都澆築成了水泥以後開始，歲修改為10年一大修。上一次是2013年。

另外還需要說明兩個問題：

第一個問題是，去過都江堰的朋友有看到，在魚嘴的西邊外江一側和飛沙堰溢洪道連接外江的一側，分别有兩座橋，橋下是攔水的閘門。

這兩座橋都是現代修建的，1974年修建了魚嘴外江的一座，1993年修建了飛沙堰這邊的一座。

作用是為了在枯水季節，如果岷江水量少的時候，攔截外江和飛沙堰，不讓洩洪。将岷江徹底改道流進内江，讓所有的岷江水全部進入内江，以供給下遊灌區用水。需要洩洪的時候再打開。

第二個問題，所謂的“李冰父子治水”，“父子”一詞，并不是說李冰和他的兒子。因為李冰沒有兒子，最起碼正史裡面沒有記載，野史裡面記載他的兒子是“二郎神”。

這裡的“父子”有兩層意思，第一層意思：“父”就是指李冰，而“子”指的是當年同李冰一起修建都江堰，為這座舉世矚目的千秋工程流血流汗最多的萬千勞苦民工們！

第二層意思：“父”是開辟，李冰開辟出了這座偉大的水利工程。“子”是傳承，伫立兩千多年的水利工程，至今仍然沒有被時間摧毀，不僅沒有摧毀，反而作用和貢獻都越來越大。離不開的，是在這兩千多年的歲月中，曆朝曆代的政府與民衆齊心維護的原因。

所以“子”就是要告誡我們，讓我們愛護，讓我們把水利工程傳承下去，這樣才能讓都江堰繼續造福人類的子孫後代。

此篇《都江堰水利工程運行原理》寫的字數較多，篇幅較長，感謝您花了很多寶貴時間觀看。

作者是新人。寫的東西定位在旅遊，旅遊景點，旅遊攻略，深挖景點以及人文曆史這方面。喜歡的朋友希望您關注一下，後面還會有很多内容呈上。

另外，本篇隻講了都江堰的運行原理，而它對華夏人民都有怎樣的貢獻，才能讓它如此的舉世矚目呢？感興趣的朋友可以點擊頭像進入我的主頁，查看另外一篇《生為華夏子孫，你知道都江堰水利工程對我華夏曆史的影響有多大嗎》

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