千年奇跡都江堰的工作原理是什么?從衛星地圖詳解都江堰
中國地廣人多,所囊括的地勢也較為復雜。細數中華民族的發展史,同時也是一部流淌著的水利開發建設史。
接下來我們借助Bigemap GIS Office軟件來查看都江堰衛星地圖,并借助標記來詳解都江堰的建造原理,感受千年前古人的智慧。
▲四川都江堰(軟件:Bigemap GIS Office)
一.都江堰的建造原理
都江堰是我國四川省都江堰市的一個古老灌溉系統,始建于秦國,建設地位于長江的支流——岷江上。都江堰和陜西鄭國渠、廣西靈渠統稱為“秦始皇三大水利工程”。
▲陜西鄭國渠(軟件:Bigemap GIS Office)
▲廣西靈渠(軟件:Bigemap GIS Office)
都江堰主要由魚嘴分水堤、飛沙堰溢洪道、寶瓶口進水口三大部分組成。我們借助Bigemap GIS Office來做標記,仔細看看衛星地圖上都江堰的魚嘴,飛沙堰和寶瓶口。
▲魚嘴、寶瓶口和飛沙堰衛星地圖總覽(標記軟件:Bigemap GIS Office)
1.寶瓶口
寶瓶口用來灌溉東部平原,緩解西部洪災。在未開鑿之前,玉壘山便佇立在東岸。每逢漲水之際,水便往西部流,危及西部的田野;而東部卻沒有水得以灌溉。
▲從Bigemap GIS Office能看到寶瓶口的經緯度、地址、附件圖片等信息
于是李冰提議,在此開鑿出一個進水口,這樣東部有水用,西部洪水也隨之減少。
2.魚嘴
有了寶瓶口進水,但還不夠。岷江地勢東高西低,讓岷江順利的流入東部寶瓶口,還是不夠。
▲標記魚嘴的左側為外江、右側為內江
在此基礎上,在岷江彎道上,李冰又號召大家筑起了一個酷似魚的狹長人工小島——魚嘴分水堤。
這條分水堤,將岷江分成了內外兩江:內江河床低,河道窄,用來灌溉平原的農田;外江河床高,河道寬,用來堆沙泄洪。
當洪水一來,洪水流勢又急又快,便優先流往河床高且江面寬的外河,六成來水流到外江,降低洪水風險;枯水季節時,河水流速慢,流水少,便優先流往東部內江,保證平原地區的農用灌溉。
和水相伴的還有什么呢?自然是泥沙和石頭,這樣的設計,還將岷江從大山深處帶來的沙石八二分:八成沙石隨著慣性離心力的作用,排往外江,僅僅二成泥沙流往內江,保證了沖淤平衡。
3.飛沙堰
那既然有了魚嘴和寶瓶口,再修造飛沙堰是做什么呢?
前面提到,飛沙堰是溢洪道。為了進一步讓東部平原免遭洪災,需要更好的控制水量。
1.泄洪。飛沙堰比內江僅僅高了2.15m,當流入內江的水高于2.15m,洪水就自動漫過飛沙堰,將溢出的洪水排往外江;遇到特大洪水時,飛沙堰自動垮塌,江水回歸岷江。
2.飛沙。如同字面意思,河水遇見飛沙堰時,能夠將泥沙拋向外江,保證內江通暢。
“四六分水”,“二八分沙”,都江堰工程中蘊含著現代科學原理”水力學“”泥沙動力學“。正是因為細致的觀察和善于經驗的總結,才造就了這經久不衰的都江堰水利工程。
二.為什么都江堰工程能沿襲千代,卻歷久彌新?
這得于古代出色的制度。李冰在建造都江堰后,還制定了”歲修“制度。“深淘灘,低作堰”,每年霜降時,要清理淤積在江底的泥沙,保證江底夠深,以免堵塞河道;不能讓飛沙堰的高度太高,使之能夠泄洪。
▲都江堰電子地圖
在之后的幾千年朝代,也都恪守著歲修制度:漢代設立了專門的機構;宋代“遇灣截角”以及現代的完善修建,讓都江堰水利工程經久不衰。
“拜水都江堰,問道青城山。”都江堰這座歷史最長的無壩引水工程,成就了成都兩千多年來的繁榮與興旺。

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