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千年都江堰水利工程原理揭秘

更新時(shí)間:2015-11-26 15:49:18點(diǎn)擊次數(shù):12776次字號(hào):T|T

美麗富饒的成都平原上,有一座最古老的大型水利工程---都江堰,洶涌的岷江水沖到這里,便安安靜靜地流向水渠替人們灌溉萬頃農(nóng)田。整個(gè)工程是由分水堰、飛沙堰和寶瓶口三個(gè)主要工程組成的。它的規(guī)模宏大,地點(diǎn)適宜,布局合理,兼有防洪、灌溉、航行三種作用,在世界水利工程史上也是罕見的奇跡。二千多年來,它一直發(fā)揮著巨大的排灌作用,確保了當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn),使四川成為“天府之國”。       

都江堰

都江堰現(xiàn)在灌溉14個(gè)縣500余萬畝的土地。這樣大范圍的水利工程,在古代興建是非常艱難的。岷江是一條水流湍急流,它發(fā)源于成都平原北部的岷山,沿江兩岸山高谷深,到四川灌縣附近,忽然進(jìn)入一馬平川地帶,因而水勢浩大,往往沖決堤岸,泛濫成災(zāi)。從上游挾帶的大量泥沙也容易淤積在這里,抬高河床,加劇水患。特別是在灌縣城西南,有一座玉壘山,阻礙江水東流。每年夏秋洪水季節(jié),西邊往往江水泛濫,東邊卻常常發(fā)生旱災(zāi)。因此,征服岷江,變水害為水利,就成為當(dāng)時(shí)人們的迫切愿望。

戰(zhàn)國時(shí)期,公元前250年,有個(gè)水利專家李冰(生卒年月不詳)被任命為蜀郡的地方官。李冰到蜀郡后,親眼看到當(dāng)?shù)貒?yán)重的災(zāi)情,聽到民眾要求治水的強(qiáng)烈呼聲,便下決心治理岷江,到任不久,就開始著手進(jìn)行大規(guī)模的治水工作。

                                   

                                                水利專家李冰

首先,李冰和他的兒子二郎沿岷江兩岸進(jìn)行實(shí)地考察,弄清了水情、地勢等情況,制定了治理岷江的規(guī)劃方案。鑒于玉壘山阻礙江水東流,常造成東旱西澇.李冰決定鑿穿玉山,把水引向東邊。

于是李冰就組織了上萬民工,鑿石開山,打響了都江堰工程的頭一炮。因?yàn)樯绞瘓?jiān)硬,開始工程進(jìn)度很慢。李冰聽取了民工的建議,先在巖石上開些溝槽,放上柴草,點(diǎn)火燃燒,使巖石爆裂,這樣就加快了開鑿進(jìn)度,終于把玉壘山鑿開了一個(gè)20米寬的口子,人們稱它為“寶瓶口”。被分開的玉壘山的末端山頭形狀像大石堆,后人把它稱作“離堆”

         

                                                    都江堰寶瓶口

為了使岷江的水能夠東流,除了開鑿寶瓶口以外,李冰還采取了在江心中構(gòu)筑分水堰的辦法,把江水分成兩支,逼使其中一支流進(jìn)寶瓶口。

在修筑分水堰的過程中,開始采用在江心拋石筑堰的辦法,但是筑起的石堰接連幾次都被洪水沖垮了,沒有成功。李冰毫不灰心。他看到岷山盛產(chǎn)大竹,并且受到當(dāng)?shù)厝擞弥褡由w房子、編竹籠盛東西的啟示,于是就讓竹工編成長3丈、寬2尺的大竹籠,裝滿鵝卵石,然后一個(gè)一個(gè)地沉入江底,終于戰(zhàn)勝了湍急的江水,筑成了分水大堤。大堤前端形狀像魚頭,因此取名叫“魚嘴”。都江堰“魚嘴”迎向岷江上游,把洶涌而來的江水分成東、西兩股。西股的叫外江,是岷江的正流;東股的叫內(nèi)江,是灌溉渠系的總干渠,渠首就是寶瓶口,流經(jīng)寶瓶口再分成許多大小溝渠河道,組成一個(gè)縱橫交錯(cuò)的扇形水網(wǎng),灌溉成都平原的千里農(nóng)田。

             

都江堰魚嘴圖

分水堰兩側(cè)壘砌大卵石護(hù)堤,靠內(nèi)江一側(cè)的叫內(nèi)金剛堤,外江一側(cè)的叫外金剛堤,稱“金堤”。分水堰建成以后,內(nèi)江灌溉的成都平原就很少有水旱災(zāi)害了。為了進(jìn)一步控制流入寶瓶口的水量,在魚嘴分水堤的尾部,又修建了分洪用的平水槽和“飛沙堰”溢洪道。飛沙堰也是用大竹籠裝卵石堆筑的,堰頂做剄高度適宜。當(dāng)內(nèi)江水位過高的時(shí)候,洪水就經(jīng)由平水槽漫過飛沙堰流人外江,以保障內(nèi)江灌溉區(qū)免遭水淹。同時(shí),由于漫過飛沙堰流入外江的水流的漩渦作用,有效地減少了泥沙在寶瓶口前后的沉積。     

都江魚嘴的分水量有一定的比例。春耕季節(jié),內(nèi)江水量大約占六成,外江水量大約占四成。洪水季節(jié),內(nèi)江超過灌溉所需的水量,由飛沙堰自行溢出。

寶瓶口是節(jié)制內(nèi)江水量的大門,為了控制內(nèi)江流量李冰父予制作石人立在江中,作為觀測水位的標(biāo)尺,要求水位必須維持在石人的肩部以下和腳面以上,所謂“水竭不至足,水盛不沒肩。”現(xiàn)在寶瓶口左側(cè)有水尺,一共22畫,每畫相距約一市尺,水深處于11畫時(shí),水量已足夠灌溉區(qū)使用,水深處于13-14畫時(shí),表明超過需要了,水就漫過飛沙堰流入外江。

李冰還做了石犀,埋在內(nèi)江中,作為一年一度修堰時(shí)淘挖泥沙的深度標(biāo)準(zhǔn)。李冰制定的原則是“深淘灘,低筑堰”。“深淘灘”是說淘挖淤積在江底的泥沙要深些,以免內(nèi)江水量過小,不夠灌溉用;低筑堰是說飛沙堰的堰頂不可修筑太高,以免洪水季節(jié)泄洪不暢,危害成都平原。后人把這六個(gè)字刻在二王廟的石壁上,非常醒目。

            

都江堰二王廟

二王廟是為紀(jì)念李冰父子而建的,在內(nèi)江東岸。歲修的方法是:每年水量最小的霜降時(shí)節(jié),在都江魚嘴西側(cè),用榪槎(就是馬扎)在外江截流,使江水全部流入內(nèi)江,然后淘挖外江,以及外江各灌溉渠道淤積的泥沙。到第二年立春前后,外江已歲修完畢,這時(shí)把榪槎移到內(nèi)江,讓江水流入外江,然后再淘挖內(nèi)江河槽,進(jìn)行平水槽和飛沙堰的歲修工程。清明節(jié)前、內(nèi)江歲修完畢,撤除榪槎,開始放水灌溉。過去,每到這時(shí)候,都要舉行盛大的傳統(tǒng)放水儀式。成千上萬的人民群眾聚集在江邁觀看放水的盛況,歡慶征服自然的勝利,同時(shí)也表達(dá)對李冰父子修堰治水的紀(jì)念。 

 

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