千年奇跡都江堰的工作原理是什么?從衛(wèi)星地圖詳解都江堰
中國地廣人多,所囊括的地勢也較為復(fù)雜。細(xì)數(shù)中華民族的發(fā)展史,同時(shí)也是一部流淌著的水利開發(fā)建設(shè)史。
接下來我們借助Bigemap GIS Office軟件來查看都江堰衛(wèi)星地圖,并借助標(biāo)記來詳解都江堰的建造原理,感受千年前古人的智慧。
▲四川都江堰(軟件:Bigemap GIS Office)
一.都江堰的建造原理
都江堰是我國四川省都江堰市的一個(gè)古老灌溉系統(tǒng),始建于秦國,建設(shè)地位于長江的支流——岷江上。都江堰和陜西鄭國渠、廣西靈渠統(tǒng)稱為“秦始皇三大水利工程”。
▲陜西鄭國渠(軟件:Bigemap GIS Office)
▲廣西靈渠(軟件:Bigemap GIS Office)
都江堰主要由魚嘴分水堤、飛沙堰溢洪道、寶瓶口進(jìn)水口三大部分組成。我們借助Bigemap GIS Office來做標(biāo)記,仔細(xì)看看衛(wèi)星地圖上都江堰的魚嘴,飛沙堰和寶瓶口。
▲魚嘴、寶瓶口和飛沙堰衛(wèi)星地圖總覽(標(biāo)記軟件:Bigemap GIS Office)
1.寶瓶口
寶瓶口用來灌溉東部平原,緩解西部洪災(zāi)。在未開鑿之前,玉壘山便佇立在東岸。每逢漲水之際,水便往西部流,危及西部的田野;而東部卻沒有水得以灌溉。
▲從Bigemap GIS Office能看到寶瓶口的經(jīng)緯度、地址、附件圖片等信息
于是李冰提議,在此開鑿出一個(gè)進(jìn)水口,這樣?xùn)|部有水用,西部洪水也隨之減少。
2.魚嘴
有了寶瓶口進(jìn)水,但還不夠。岷江地勢東高西低,讓岷江順利的流入東部寶瓶口,還是不夠。
▲標(biāo)記魚嘴的左側(cè)為外江、右側(cè)為內(nèi)江
在此基礎(chǔ)上,在岷江彎道上,李冰又號召大家筑起了一個(gè)酷似魚的狹長人工小島——魚嘴分水堤。
這條分水堤,將岷江分成了內(nèi)外兩江:內(nèi)江河床低,河道窄,用來灌溉平原的農(nóng)田;外江河床高,河道寬,用來堆沙泄洪。
當(dāng)洪水一來,洪水流勢又急又快,便優(yōu)先流往河床高且江面寬的外河,六成來水流到外江,降低洪水風(fēng)險(xiǎn);枯水季節(jié)時(shí),河水流速慢,流水少,便優(yōu)先流往東部內(nèi)江,保證平原地區(qū)的農(nóng)用灌溉。
和水相伴的還有什么呢?自然是泥沙和石頭,這樣的設(shè)計(jì),還將岷江從大山深處帶來的沙石八二分:八成沙石隨著慣性離心力的作用,排往外江,僅僅二成泥沙流往內(nèi)江,保證了沖淤平衡。
3.飛沙堰
那既然有了魚嘴和寶瓶口,再修造飛沙堰是做什么呢?
前面提到,飛沙堰是溢洪道。為了進(jìn)一步讓東部平原免遭洪災(zāi),需要更好的控制水量。
1.泄洪。飛沙堰比內(nèi)江僅僅高了2.15m,當(dāng)流入內(nèi)江的水高于2.15m,洪水就自動漫過飛沙堰,將溢出的洪水排往外江;遇到特大洪水時(shí),飛沙堰自動垮塌,江水回歸岷江。
2.飛沙。如同字面意思,河水遇見飛沙堰時(shí),能夠?qū)⒛嗌硳佅蛲饨WC內(nèi)江通暢。
“四六分水”,“二八分沙”,都江堰工程中蘊(yùn)含著現(xiàn)代科學(xué)原理”水力學(xué)“”泥沙動力學(xué)“。正是因?yàn)榧?xì)致的觀察和善于經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),才造就了這經(jīng)久不衰的都江堰水利工程。
二.為什么都江堰工程能沿襲千代,卻歷久彌新?
這得于古代出色的制度。李冰在建造都江堰后,還制定了”歲修“制度。“深淘灘,低作堰”,每年霜降時(shí),要清理淤積在江底的泥沙,保證江底夠深,以免堵塞河道;不能讓飛沙堰的高度太高,使之能夠泄洪。
▲都江堰電子地圖
在之后的幾千年朝代,也都恪守著歲修制度:漢代設(shè)立了專門的機(jī)構(gòu);宋代“遇灣截角”以及現(xiàn)代的完善修建,讓都江堰水利工程經(jīng)久不衰。
“拜水都江堰,問道青城山。”都江堰這座歷史最長的無壩引水工程,成就了成都兩千多年來的繁榮與興旺。

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