都江堰的工作原理是什麼?2300年前的奇蹟,如何能造就天府之國?

語言: CN / TW / HK

都江堰是當今世界年代最久遠、最宏大的水利工程之一。提到都江堰,除了本地人,很多外地人並不能完全瞭解它的作用。只是去旅遊參觀的時候,看到岷江,看到幾座山體,過一座索橋,拜一拜二王廟,不求甚解地打卡,目的就算完成了。都江堰作為兩千多年前的水利工程,一直以來是如何造福天府之國的呢?

提到都江堰不得不先説岷江。岷江是長江上游的一個重要支流,它的發源地位於四川北部的岷山,幾千年來孕育着世世代代的四川人民。但是,如果靠自然和天吃飯,也會遇到自然災害。每年春夏之季,是山洪暴發的高頻時期。岷江水漲起來的時候,常常引發成都平原的洪災。而另一邊,岷江東岸被一座叫玉壘山的山體阻隔,阻礙了東岸水系的流通,東西兩邊就出現了引水用水不平衡的現象,即東旱西澇

正是在東旱西澇的背景下,公元前272年,奉命來到四川擔任郡守的李冰為了讓岷江水系更好地灌溉成都平原的農田,計劃將岷江改道,引水至成都。

都江堰的主體工程分為三部分,即寶瓶口魚嘴飛沙堰。這三個工程之間相互支撐,聯繫緊密,共同發揮着防洪和排沙的作用。

首先説寶瓶口。寶瓶口是將玉壘山的部分山體鑿開,做成了一個缺口,使岷江水多了一個流向。寶瓶口是李冰當年在都江堰打開的第一個水利工程,目的是將岷江水進行分流,引入成都平原,平衡岷江的水況,在旱季時減旱,在洪水季防洪。

那麼古代沒有大型機械設備,李冰他們是如何打通山體的呢?該不會靠人力和鑿子吧?古代人很聰明,他們想到了燒石開山的辦法,如果是學了物理,很容易理解,這是熱脹冷縮的原理。但作為古代人,想到這一層,真可以稱得上是智慧超羣了。

燒石開山的過程是,先用火的高温將石頭燒破,燒破到石頭能被搬走的程度,再將這些碎石破石通通扔到岷江裏去。玉壘山被鑿開一條缺口後,原來東岸的水流就暢通起來,而這道缺口的形狀從高處看,非常像一個花瓶的瓶口,因此被稱為寶瓶口。

為了讓岷江水流保持分流,挖出來的一部分山體留在了江心,並與玉壘山的山體分開,被稱為“離堆”寶瓶口建成以後,岷江之水開始一分為二,東岸水系暢通,成都平原的農田稻田得到了灌溉,也減少了旱季缺水的情況。

都江堰的第二個主體工程,魚嘴。魚嘴是一個分水工程,因為它的外形像魚嘴,因此取名為魚嘴。魚嘴的功能是將岷江分為了內江和外江。其中外江是一個自然的河道,而內江是人工開鑿出來的河道。內外江的分流規律是“分四六,平潦旱”。

當枯水期來臨的時候,有六成的水會流入內江,保證對成都平原的灌溉,只有四成的水會流入外江。當汛水期來臨時,水位將魚嘴淹沒,有六成的水會排到外江,只剩下四成的水進入內江,減少通往成都平原灌區的水流,防止洪災。

你可能有疑問,這麼精確的分流比例,是怎麼做到的呢?這得説到一個截流物體,名叫榪槎榪槎用多根圓形木頭搭成骨架,然後在外面鋪上竹蓆,裏面灌上泥沙,做成簡易的截流物體。當增加榪槎時,相應江面的水量便會減小,這種方法用來攔截外江的水,增加內江的水流供給。如果在汛期,只需要撤掉榪槎,六分的水會進入外江,防止灌區產生洪災。

魚嘴將岷江一分為二,起到了調節江水流量的作用,平衡了灌區的水量。由於東面地勢明顯比西部高,江水有時難以進入寶瓶口,魚嘴輔助了寶瓶口的功能,提高了分流和灌溉的能力。

都江堰的第三個主體工程,飛沙堰。飛沙堰的主要功能是解決都江堰豐水期內江涇流過大的問題,以及泥沙堆積的問題。

飛沙堰有堤的作用,可以攔洪水,與堤的不同之處是,不僅能攔水,還能讓水慢慢地流過去。飛沙堰相當於緩衝作用,讓豐水期的水流不至於太急,以至淹沒了成都平原。而且,當大水衝來時,下層泥沙會翻過飛沙堰,直接翻到外江去,解決了泥沙淤積的問題。

都江堰的三個主體工程寶瓶口、魚嘴和飛沙堰,相互起着協調作用,共同實現泄洪、排沙和調節水量的功能。

可以説,都江堰水利工程孕育了成都人民,也豐沃了成都人民的土地。都江堰水利工程讓成都平原成為了天府之國。2000年,都江堰加入了世界遺產名錄。都江堰工程的建造者李冰父子,也成了四川當地的崇拜神,二王廟正是紀念李冰父子而造。

都江堰工程是我國古代人民傳統智慧的結晶,也是一項千年奇蹟,它造福了世世代代的人類子孫,值得被我們珍惜。

「其他文章」