水利工程欣赏您当前所在位置:首页 > 水利工程欣赏

千年都江堰水利工程原理揭秘

更新时间:2015-11-26 15:49:18点击次数:818次字号:T|T

美丽富饶的成都平原上,有一座最古老的大型水利工程---都江堰,汹涌的岷江水冲到这里,便安安静静地流向水渠替人们灌溉万顷农田。整个工程是由分水堰、飞沙堰和宝瓶口三个主要工程组成的。它的规模宏大,地点适宜,布局合理,兼有防洪、灌溉、航行三种作用,在世界水利工程史上也是罕见的奇迹。二千多年来,它一直发挥着巨大的排灌作用,确保了当地的农业生产,使四川成为“天府之国”。       

都江堰

都江堰现在灌溉14个县500余万亩的土地。这样大范围的水利工程,在古代兴建是非常艰难的。岷江是一条水流湍急流,它发源于成都平原北部的岷山,沿江两岸山高谷深,到四川灌县附近,忽然进入一马平川地带,因而水势浩大,往往冲决堤岸,泛滥成灾。从上游挟带的大量泥沙也容易淤积在这里,抬高河床,加剧水患。特别是在灌县城西南,有一座玉垒山,阻碍江水东流。每年夏秋洪水季节,西边往往江水泛滥,东边却常常发生旱灾。因此,征服岷江,变水害为水利,就成为当时人们的迫切愿望。

战国时期,公元前250年,有个水利专家李冰(生卒年月不详)被任命为蜀郡的地方官。李冰到蜀郡后,亲眼看到当地严重的灾情,听到民众要求治水的强烈呼声,便下决心治理岷江,到任不久,就开始着手进行大规模的治水工作。

                                   

                                                水利专家李冰

首先,李冰和他的儿子二郎沿岷江两岸进行实地考察,弄清了水情、地势等情况,制定了治理岷江的规划方案。鉴于玉垒山阻碍江水东流,常造成东旱西涝.李冰决定凿穿玉山,把水引向东边。

于是李冰就组织了上万民工,凿石开山,打响了都江堰工程的头一炮。因为山石坚硬,开始工程进度很慢。李冰听取了民工的建议,先在岩石上开些沟槽,放上柴草,点火燃烧,使岩石爆裂,这样就加快了开凿进度,终于把玉垒山凿开了一个20米宽的口子,人们称它为“宝瓶口”。被分开的玉垒山的末端山头形状像大石堆,后人把它称作“离堆”

         

                                                    都江堰宝瓶口

为了使岷江的水能够东流,除了开凿宝瓶口以外,李冰还采取了在江心中构筑分水堰的办法,把江水分成两支,逼使其中一支流进宝瓶口。

在修筑分水堰的过程中,开始采用在江心抛石筑堰的办法,但是筑起的石堰接连几次都被洪水冲垮了,没有成功。李冰毫不灰心。他看到岷山盛产大竹,并且受到当地人用竹子盖房子、编竹笼盛东西的启示,于是就让竹工编成长3丈、宽2尺的大竹笼,装满鹅卵石,然后一个一个地沉入江底,终于战胜了湍急的江水,筑成了分水大堤。大堤前端形状像鱼头,因此取名叫“鱼嘴”。都江堰“鱼嘴”迎向岷江上游,把汹涌而来的江水分成东、西两股。西股的叫外江,是岷江的正流;东股的叫内江,是灌溉渠系的总干渠,渠首就是宝瓶口,流经宝瓶口再分成许多大小沟渠河道,组成一个纵横交错的扇形水网,灌溉成都平原的千里农田。

             

都江堰鱼嘴图

分水堰两侧垒砌大卵石护堤,靠内江一侧的叫内金刚堤,外江一侧的叫外金刚堤,称“金堤”。分水堰建成以后,内江灌溉的成都平原就很少有水旱灾害了。为了进一步控制流入宝瓶口的水量,在鱼嘴分水堤的尾部,又修建了分洪用的平水槽和“飞沙堰”溢洪道。飞沙堰也是用大竹笼装卵石堆筑的,堰顶做刭高度适宜。当内江水位过高的时候,洪水就经由平水槽漫过飞沙堰流人外江,以保障内江灌溉区免遭水淹。同时,由于漫过飞沙堰流入外江的水流的漩涡作用,有效地减少了泥沙在宝瓶口前后的沉积。     

都江鱼嘴的分水量有一定的比例。春耕季节,内江水量大约占六成,外江水量大约占四成。洪水季节,内江超过灌溉所需的水量,由飞沙堰自行溢出。

宝瓶口是节制内江水量的大门,为了控制内江流量李冰父予制作石人立在江中,作为观测水位的标尺,要求水位必须维持在石人的肩部以下和脚面以上,所谓“水竭不至足,水盛不没肩。”现在宝瓶口左侧有水尺,一共22画,每画相距约一市尺,水深处于11画时,水量已足够灌溉区使用,水深处于13-14画时,表明超过需要了,水就漫过飞沙堰流入外江。

李冰还做了石犀,埋在内江中,作为一年一度修堰时淘挖泥沙的深度标准。李冰制定的原则是“深淘滩,低筑堰”。“深淘滩”是说淘挖淤积在江底的泥沙要深些,以免内江水量过小,不够灌溉用;低筑堰是说飞沙堰的堰顶不可修筑太高,以免洪水季节泄洪不畅,危害成都平原。后人把这六个字刻在二王庙的石壁上,非常醒目。

            

都江堰二王庙

二王庙是为纪念李冰父子而建的,在内江东岸。岁修的方法是:每年水量最小的霜降时节,在都江鱼嘴西侧,用杩槎(就是马扎)在外江截流,使江水全部流入内江,然后淘挖外江,以及外江各灌溉渠道淤积的泥沙。到第二年立春前后,外江已岁修完毕,这时把杩槎移到内江,让江水流入外江,然后再淘挖内江河槽,进行平水槽和飞沙堰的岁修工程。清明节前、内江岁修完毕,撤除杩槎,开始放水灌溉。过去,每到这时候,都要举行盛大的传统放水仪式。成千上万的人民群众聚集在江迈观看放水的盛况,欢庆征服自然的胜利,同时也表达对李冰父子修堰治水的纪念。