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都江堰的工作原理是什么世界水利工程的奇迹,造福人类两千年 [复制链接]

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年12月14日,三峡大坝正式开始动工建造,至年5月20日,三峡大坝全线竣工。在付出长达12年的努力之后,三峡大坝以当前世界上最大的水利发电工程展现在世人面前。此次建造不仅体现出中国的基建实力已经来到了世界前列,更体现出国人无与伦比的智慧。

可很多人不知道的是,相比于现代科技帮助下建造完成的三峡大坝水利工程,都江堰绝对算得上世界水利工程的奇迹。尽管始建于两千多年前的战国时期,但时至今日,千年奇迹都江堰依旧造福着巴蜀地区的人民。

之所以将其称之为世界奇迹,主要原因就在于都江堰修建完成的同一时期,其实世界各国也都出现过许许多多伟大的工程,可如今依旧存在的,却仅仅只有都江堰一处,造福人类两千多年。

都江堰的出现

提到都江堰三个字,不少人第一时间都会想到三国时期,诸葛亮对都江堰的重视。甚至还有人误以为都江堰的修建,完全是由于诸葛亮的苦心经营,前人只不过是建造了雏形而已。可事实上,都江堰的出现,真正应该感谢的是千年以前负责管理蜀郡的秦国太守李冰。而之所以会修建这样一个利国利民的水利工程,主要原因还在于时代背景的影响以及环境的逼迫。

时代背景

了解历史的人都知道,战国时期的秦国其实一直都是一个比较弱小的国家,在面对其他国家的时候,秦国最开始还一直都是被动挨打的状态。一直到商鞅变法的出现,才逐渐改变本国羸弱无比的局面,并逐渐让君王们有了争夺天下的野心和实力。

可就秦国本国的地理位置来说,虽然远离了征战的中心,可以从西面一步一步地东进,并以鲸吞之势攻击六国,可本国的农业发展依旧有些捉襟见肘。毕竟就那个年代而言,在人民平均生产力本就底下的情况下,秦国相比于其他国家的优势就在于国家上下一心,法制相对健全且发展方向明确。

为此,秦国不得不在侵占别国地盘的时候,优先考虑能够为本国带来丰富后勤的地区。原本由楚国掌控在内的巴蜀地区,也自然成了秦国首要攻击的对象。尤其是当秦相司马错说出了“得巴蜀者,得天下”的名言之后,秦国国君就更不会放过这片地区。

只不过就那个时候来说,巴蜀绝对算不上天府之国,由于岷江江水的肆虐,巴蜀一带的人民生活绝对能用苦不堪言来形容。尤其是在成都平原一带与岷江的水位差高达米以后,完全就是一副末世的景象。

在这样的情况下,秦国巴蜀太守李冰就必须要着手改善岷江水灾对人民生活的影响,保证巴蜀地区能够为秦国征战六国提供充足的后勤保障。也只有这样,秦国才真正可以和六国放手一搏。都江堰的修建,也就顺理成章地开始进行。

环境逼迫

除去为国家提供后勤保障以外,其实那个年代巴蜀地区的环境也逼迫人们必须做出改变。否则在水灾来临之际,将没有任何人能够幸免。要知道在天灾面前,根本不存在太守和普通人民的区别。岷江的水流奔涌而下,又怎会避开所谓的官员?

在《蜀道难》之中,“蜀道之难,难于上青天”的描绘更是体现出蜀道的艰辛。对于那个年代的外地人而言,想要进入巴蜀地区绝对是十分困难的一件事情。可对于巴蜀本地人来说,道路的艰险同样限制了他们与外界的交流。一旦自然灾害爆发,民众逃生的可能性实在太小。

不仅如此,岷江洪灾之后,水流并不会积蓄在某一片区域,让幸存的人民能够借助水流生存。当肆虐过后,岷江继续向巴蜀下游前进,最终留给成都居民的平原,往往都会是那一眼望不到尽头的干旱。司马迁在《史记·河渠书》中称赞了李冰创建都江堰的丰功伟绩,而有关修建之前的惨烈,却让人不忍回忆。

更重要的是,当水灾和旱灾爆发以后,其实还有各种各样的疫情肆虐。只要是了解过《明史》的人就知道,在明崇祯年间,全国各地多发旱灾,而旱灾之后往往就是各种疫病接踵而至。“华北一带,十城九空”,短短八个字,可见疫病对古人的影响究竟有多么恐怖。

李冰明白,如果不及时修建一座完好的水利工程,那么巴蜀地区的潜力就会被浪费殆尽。而我们现如今以“天府之国”称赞的成都,或许也难以出现在世人眼中。由此可见,都江堰绝对是影响整个巴蜀地区的关键性工程。

都江堰的工作原理

在做好相应的准备以后,李冰立即对岷江水害展开调查。通过实地调查以后,李冰发现岷江之所以会对成都平原造成极大的危害,除去地势以及水位差的因素之外,还受到了另外两个关键因素的影响。其一是当时灌县岷江东岸地区的玉垒山阻碍了水流的流动,只能被迫朝着成都平原移动;其二则是在岷江水流肆虐的过程中,还会携带大量的泥沙。

了解*河水患的人就知道,*河每年都会携带大量的泥沙通向下游,当这些泥沙堆积起来的时候,河床以及水位的高度自然都会上升。在这样的情况下,河水向两岸蔓延自然也就成了情理之中的事情,而岷江也同样如此。所以在这样的情况下,李冰着手修建的都江堰,就必须要解决这两个难点才行。

经过仔细思考,李冰最终决定,想要从根源治理岷江水患,首要做的一件事情就是打破玉垒山,必然让岷江流水受到阻碍以后自然堆积。可在那个年代,根本没有任何火药能够帮助爆破山体,开凿玉垒山的难度绝对远超常人的想象。

不过这并没有难到李冰,他很快想到利用热胀冷缩的原理,用大火将岩石烧得滚烫之后,立即引水让其降温。在强烈的温差刺激下,石头十分容易崩碎。正是借助这样的方法,李冰带领当地民众花费长达八年的时间,终于在玉垒山中开凿出一条宽20米、高40米、长80米的山口,而这也就是我们后人十分熟悉的宝瓶口。

可即便如此,由于江东地势更高,所以水流依旧难以按照原定路线进入宝瓶口,并达到引流的效果。在这样的情况下,李冰决定在距离玉垒山不远处修建一道分水堰。他们在竹笼之中加入大量的石块投入水中,并通过不断地叠加累计形成一座人工小岛,而这也称得上是世界上第一座仅凭人力完成的分水人工小岛。

借助这道分水堰的帮助,李冰成功将波涛汹涌的岷江分为内江和外江两个部分,十分有效地弱化了岷江水的威力,使其分散作用在分水堰的两旁。更难能可贵的是,内江的水流通过宝瓶口流入成都平原,外江则用来排洪,减轻岷江水的压力,个中智慧令人叹为观止。

不仅如此,由于地势的不同,所以水流其实更容易流向内江。在这样的地质条件下,夏天和冬天枯水期来临的时候,即便没有人为干预,水流也会主动向成都平原流入,彻底保证了成都平原上的良田灌溉。

等到了洪水季节来临以后,水流受工程影响,反而会主动流向外江区域。由于两者的比例在四六之间,所以后世人们也常以“四六分水”来称赞都江堰工程的伟大。

当然,能够在世界水利工程上青史留名,仅仅只是做到分水显然还不够。像都江堰这样的工程,就在分水堰的鱼嘴处做到了“二八分沙”。

由于分水堰修建在河流的弯道区域,且内江处于凹岸,外江处于凸岸,所以表层水偏向于内江,而底层水则会顺着凸岸移动。在这样的情况下,底层水流也就会携带数量更多的泥沙从外江离开,进一步降低对成都平原的威胁。

就这一点来说,许多现代人甚至不敢相信这是古人能够思考到的事情,毕竟说起来容易,可真正做起来却十分困难。不仅如此,针对泥沙问题,李冰甚至还想到在内江中建立一道飞沙堰,当水量超过一定阈值以后,飞沙堰就还能够再次对水流以及泥沙进行处理,进一步减少岷江对成都的威胁。

经年累月的维护

从建造思维以及建造方式上来说,都江堰被称为水利工程奇迹是理所当然的事情。可很多人无法理解的是,为什么这道水流工程能够持续两千年屹立不倒。即便到了今天,政府也不会改变都江堰的原型,仅仅只是进行修缮和养护的工作。

事实上,都江堰能够流传至今,重点就在于历朝历代对都江堰经年累月的维护。自秦朝开始,由于都江堰的存在,成都地区真正成为了秦国的后方粮仓重地,可想而知秦国对都江堰有多看重。

到了汉灵帝时期,还专门增设了“都水椽”以及“都水长”两个职务来管理这片区域。而后来诸葛亮治理都江堰为人熟知,一方面是由于《三国演义》小说的影响力,另外一方面则是由于诸葛亮专门在此地增设了都江堰堰官,甚至还专门为让堰官分配了一千二百人管理都江堰。

那么在战乱来临的时候,都江堰的养护又该如何进行呢?其实答案同样很简单,首先都江堰本身就是因地制宜,利用地势创造出来的奇迹,根本不会像其他工程一样被轻易破坏。

其次则是在占据了都江堰一地的*阀或者将领都明白,都江堰的存在值得每一个人敬重,将这片区域破坏的行为,绝对会被所有国人唾弃。在这样的情况下,都江堰存在至今理所当然。

结语

李白曾在《蜀道难》中提到:“蚕丛及鱼凫,开国何茫然”,其实描述的就是都江堰修建完成以前,在岷江威胁下,巴蜀人民的生活状态。好在都江堰修建完成,人们也终于不再为岷江的威胁而担心。

对于这样伟大的工程,其实我们每一个人都应该心存敬意才对。更重要的是,古代劳动人民的智慧,至今依旧值得我们借鉴学习。在没有相关技术帮助的情况下,他们依旧能够做到如今许多人都无法做出的奇迹,实在令人钦佩不已。

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