千年奇迹都江堰它是何工作原理为什么能造福后人两千年之 [复制链接]

余秋雨先生在游览都江堰、青城山后写下了这样一句话，“拜水都江堰，问道青城山”。我国山水众多，各有不同，成都地区的山水文化可见一斑。都江堰作为成都平原地区重要的水利工程，从开始至今已经运作两千年，造福不少后人。

水文治理向来是我国的重点难题，以*河为例，历朝历代都对其有大量修改，时至今日却也无法完全解决这个问题。河道变化、气候影响都会不断影响水利工程后续维护，因此难以长存。为何都江堰却能安稳存在两千年之久，它的工作原理是什么？到了今天甚至被称作水文治理的千年奇迹？

接下来本文会从都江堰的基本历史进行简单介绍，随后仔细地从工程划分、治理原理来着重介绍这块风水宝地。

沫水之害

从都江堰的水文地理来看，岷江是长江上游的重要支流，河口每秒的平均流量在立方左右，年径流量是*河道一倍多。流经地区包括汶川、成都、眉山、乐山、双流等多处地方，该地水文以都江堰为上游，是当地的主要水源。

周朝灭亡后，秦孝文王派李冰作为蜀郡太守。公元前年左右，为“辟沫水之害”，出于改善河流的航运和灌溉利益方面的考虑。李冰征调民工，在岷江上修筑了都江堰水利工程。

都江堰枢纽位于岷江中部，该地位于岷江山谷河道进入成都冲积平原的位置，这里刚好也是成都扇形冲积平原的顶点。以此作为分水引流的最高点，可以很好地保证灌区的分流灌溉。

基本的思路方案有了，接下来就是进行动工。都江堰水利枢纽主要在三个地方，“鱼嘴”、飞沙堰和宝瓶口三个部分。这三个部分分工明确，配置合理，使得都江堰长盛不衰。

先来看看鱼嘴部分，该处位于江心，把岷江分成内外两条，由于形似鱼的嘴部，因此取名为鱼嘴。它的主要作用在于行洪，内江位处东边，是人工引水的总干渠。

内江位置的取水口宽米，外江取水口宽米，该处利用地形优势把江水按照鱼嘴的分水比例进行分流。春季时，水量小，四成江水流入长江，六成江水流入内江，以此保证春耕。进入春夏阶段，雨季江水较多，水位高过鱼嘴，六成水被分流出外江，四成水流入内江，以此保护灌溉地区。

由此可见，鱼嘴决定了内外江的分流比例，是整个都江堰水利的关键部分。另外这种四六分法也被人们称作“分四六，平潦旱”。鱼嘴外缘部分的内、外金刚堤起到一个联合作用，使得鱼嘴能够稳定地保证分流。

其工作原理为，鱼嘴弯道水线的运动规律得到满足，弯道中的水流水多走直，水少走弯。而鱼嘴位置便是在丰枯水期水流中泓线偏转的临界点，丰水期中泓线指向外江，因此6成的水便能流入外江。

进入枯水期，中泓线指向内江，这时近6成的水流入内河道。在此之间，弯道水流里的泥沙还具有一种运动规律。鱼嘴所在的外江位置，刚好处于弯道的凸起位，上游水流挟带的泥沙在弯道环流的作用下被带进凸岸部分的外江，这使得泥沙量少的水流入凹岸处的内河部分。

另外，人们在水文运作的关键时期还会进行额外的人为干预，制作杩槎是其中最主要的方法。通过三根相互捆绑的木桩制成一个三角支架，在需要施工的位置放置杩槎并连接，同时每个杩槎里面还会放置卵石笼，以此保证杩槎的稳固性。

这样一来拦水截流的临时调节方案便可以很好地进行一种人为控制。一般这种方式在春季流水较少的时候才会使用这种方法，以此增大内河的水流供给。不过这种传统的方式已经被永久性水闸取代，灵活性和时间上面更加稳妥。

目前的鱼嘴由条石浆砌、混凝土筑成，堤坝位置一直向下游延伸，完成金刚堤的修筑。历史上的鱼嘴位置有过多次变化，但影响都不是很大，上游位置的百丈堤连同整个鱼嘴位置共同协调，帮助泄洪、排沙以及水量调节。

来到飞沙堰，这里是都江堰水利工程的中段部分，最主要的作用是排沙。

因地制宜，相辅相成

该处于唐高宗龙朔年间，大约在公元年建成。这是内江泄洪排沙的主要通道。飞沙堰取自金刚堤下段的一处缺口，位于虎头岩对岸，堰顶高过河床2米。

它可以把超出灌溉区水量的水排出至外江，保障平原不会受到洪涝作用的影响。弯道环流时，由于离心力的作用，凹岸水位高，水深压力大。在这种压力作用下，凹岸底部的水流流向凸岸，形成了弯道环流。

这种环流形成的强大作用力能够将大量砂石“甩”出至外江，避免内河於塞。另外，飞沙堰的低作堰原则使得超过宝瓶口流量上限的内江水漫过堰顶流入外江。如果遭遇大型水涝，堰体会自行溃解，让水流重回岷江正流。

最后便是宝瓶口部分，这是都江堰的引水工程，此处是玉垒山延伸向岷江的山崖山人工开凿的缺口。宝瓶口上宽下窄，底部宽约14米，顶宽28米，高度在18米左右，峡口长36米。入水口宽70米，出水口宽40~50米。整体形状如同瓶子，因此得名宝瓶口。

这在当时其实是一个不小的工程，那时的古人基本没有什么现代科技可言，靠的就是传统方法。以火烧石，用冷水浇泼，这使岩石急剧的膨胀收缩炸裂，再进行人工开凿。

宝瓶口的作用是配合飞沙堰进行水流节制，这是控制内江进水量的关键。如遇洪水期间，内江水位高度超过飞沙堰，洪水便从外江部分流走。宝瓶口的约束作用能够让水流不会太湍急，以此达到防洪堤的效果。

而内江区域的水流经宝瓶口后，便顺应地势的高低变化，自然而然地形成一个分支引水的灌溉渠系，该系统灌溉了成都平原上一千多万亩的农田。在宝瓶口的左岸山崖上还刻有数十条石线，每条间隔30厘米左右，被称为水则。

这是我国最早采用的水位标尺，以此来观测水位的涨落。都江堰地区的水位标尺随着灌溉面积的增加而不断扩大。进入清朝时期，都江堰的水位刻划已经达到了二十四划。

飞沙堰和宝瓶口两者相辅相成，共同调节水流和排沙。沿金刚堤顺势而下的急流受到宝瓶口的限流作用，在瓶口外形成一个洄水，此即为“伏龙潭”。

从整体上来看，都江堰的水利建设因地制宜，人为干扰实则并没有太多，同时该地的气候变化分明，雨季降水时间稳定。该地建造之初便是为了引水灌溉和防洪，但都江堰的良好的规划也使之具备水运功能和城市供水。

一直到今天，都江堰仍是我国的重要水利地点。

造福后人

上千年以来，都江堰水利治理稳定，将岷江一分为二，避免岷江成为水害，同时还造福农桑。该地促进了早期整个四川地区的政治、经济以及文化发展。

农业灌溉的效益随着日后的灌溉渠系的发展逐渐被重视，宝瓶口处不断扩展，从秦朝时期的郫县到成都内部，灌溉面积达到万倾。此后，都江堰的主要功能便是集中在农田灌溉。

进入现代以后，通过科技手段对都江堰水利工程的加固强化，鱼嘴、宝瓶口、离堆以及所有分水堤都进行了保护。如今的都江堰更胜从前。

所谓前人栽树，后人乘凉。都江堰水利工程从开始至今就一直得到了良好的管理，使得都江堰成为了四川经济发展的重要地段。都江堰水利也是水文治理上的一个成功的长期有效的经典案例。惊讶于先辈们的智慧之时，如今我们仍需要对它加以维护，才能让其长存。