超赞！千年历史的都江堰，蕴藏着这个智慧和水利工程原理

文 / 王不留（微信公众号：程序员生存指南）

 

昨天带娃专程去了都江堰景区。

 

都江堰是一个伟大的举世闻名的大工程。都江堰利用地形与水势、以鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口三大工程，解决了泄洪、排沙两大难题。

 

根据导游讲解，结合查询资料，都江堰的作用及巧妙之处整理如下。

岷江发源于岷山山脉，穿过成都平原，汇入长江的干流中。

 

在岷江从高山流向平原的出口处有座玉垒山。

 

江水到达此处后被迫掉头折返，无法继续向成都平原行进。

 

而岷江的另一岸却因为泥沙的淤积经常发生大规模的洪涝灾害。

 

公元前256年—公元前251年，李冰被秦昭王任为蜀郡（今成都一带）太守。

 

李冰父子计划打通阻挡岷江的玉垒山，将岷江之水引入成都平原，形成灌溉网。

 

李冰将工程的实施点定在了岷江出山口的弯道处。

 

通过向江心投放卵石填充的竹笼，建造了一座类似鱼嘴的分水堤。

 

鱼嘴的一侧为内江，水位较深，水面较窄。

 

另一侧为外江，水位较浅，水面较宽。

 

因此，在枯水期，内江和外江的流量比是6：4。

 

而在汛期，内江与外江的流量比是4：6。

 

这样保证了进入成都平原水量的稳定。

 

此外，内江入口处，河床凹陷，而外江入口处河床凸起。

 

按照水流的自然规律，澄澈的表层水流向凹地，浑浊的底层水流向凸地，

所以，很大一部分的沙石都会被外江带走。

 

然后需要打通内江通往成都平原的通道。

 

阻挡通道的玉垒山，石质坚硬，山体巨大。若仅凭人力开凿，施工难度难以想象。

 

李冰使用火烧水浇的方法。极大地降低了开山的工作量。

 

高温的岩石遇到水急速冷却，在内部应力的作用下纷纷崩裂。

 

最终用了8年时间，在山上打开了一条20米宽，40米高，80米长的山口。

 

形成了形似瓶口的入水口，被称作“宝瓶口”。

 

宝瓶口所起到的作用就是约束进入成都平原的水量。

 

如果遇到洪水时期，大量的水被宝瓶口阻拦，水面就会上升，当水面超过旁边的飞沙堰时，就会被飞沙堰后面的排洪渠排往外江，达到二次排洪。

 

流入内江的河水仍有少量的泥沙需要排出。

 

李冰将分水堤的尾部降低，称之为“飞沙堰”。

 

内江水以巨大的冲击力流到此处，会被飞沙堰旁边狭窄的宝瓶口所制约，加上宝瓶口旁边“离堆”的顶托，在飞沙堰附近形成漩涡。

 

水中剩余的沙石大量被漩涡甩出飞沙堰，其余的沙石在飞沙堰对面的回水区凤栖窝沉淀。

 

流入宝瓶口的则是上层较清澈的江水。

 

即便如此，内江的泥沙依然不断堆积。

 

每年的枯水期都要对内江进行清淤。

 

公元前248年，都江堰完工，持续稳定的岷江水由宝瓶口流入成都平原，灌溉着平原上千万亩的农田。

都江堰是古人伟大智慧的结晶，顺应自然规律，至今生生不息，堪称世界水利文化的奇迹。 

* 作者简介：王不留(微信: wbliu85)，早晨四点开启奔跑人生的一枚非典型程序员。

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