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曹方: 都江堰的亮点

(2021-01-03 22:54:48) 下一个

都江堰的亮点

?作者:曹方


都江堰是蜚声中外的古代水利工程。它是中华民族的骄傲。作为给排水专业的毕业生,我一直都想看看都江堰。前几年,有一次回国探亲,在成都玩3天,我有幸游览都江堰。

先有都江堰,后有天府之国。在都江堰之前,成都平原总有旱涝之扰。李冰父子对水力学有深刻理解,巧妙利用地形,历时8年建设都江堰水利工程。它令现代水利专业的工程师都叹为观止。


都江堰实现了这样一个理想:平时雪山下来的岷江水流入成都平原。洪水期,岷江洪水自动绕成都平原而过。两千多年来,它保障了成都平原旱涝保收,富甲天下。

都江堰风景区的赞美之文,洋洋洒洒。它却没有画龙点睛。都江堰蜚声中外的关键亮点就是:没有运动部件,都江堰实现岷江防洪。

运动部件,例如大型电动闸门,虽然它是现代防洪工程的关键设施,但是它们不可能有两千多年的服务寿命。

再说,当年李冰父子也没有闸门可用。他们必须想出其它办法实现防洪目的。他们巧妙地利用地形,建筑了都江堰这个没有运动部件的防洪工程。

另一个了不起的成就,就是它的经济效益。它以很小的工程量,两千多年来为成都平原带来巨大的财富。它之所以让全世界的水利工程师啧啧称奇,叹为观止,是因为,如果让他们穿越回两千多年前,没有闸门可用,他们都怀疑自己是否也可以设计出没有运动部件的都江堰。

那么李刚父子是怎样利用地形,巧妙设计,在没有闸门等运动部件的情况下,实现防止洪水进入成都平原的呢?

都江堰的第一个关键工程是:鱼嘴。它把岷江分成内江和外江。内江流入成都平原,外江绕过成都平原。



第二个关键工程是:宝瓶口。它是一段人工开凿的山体。它也是都江堰最困难的工程,因为两千多年前,人类还没有钢钎。宝瓶口是内江入口。经鱼嘴分流过来的岷江水经过宝瓶口流入成都平原。宝瓶口的宽度比外江窄很多,大约是外江宽度的1/5左右。在洪水期,大部分岷江洪水被挡在狭窄的宝瓶口外,溢流进入外江绕过成都平原。宝瓶口的深度比外江深。在平时,它让足够的岷江水流入成都平原

第三个关键工程是飞沙堰,都江堰的堰。它设计在宝瓶口的侧前面。平时内江水位低于飞沙堰堰顶,从鱼嘴分流过来的水流都流入宝瓶口。在洪水期,从鱼嘴分流来的洪水,水流湍急,流速快,遇到狭窄的宝瓶口阻碍,水流的动能转换成位能,造成壅水,内江水位高于外江水位,湍急的内江洪水挟带泥沙经飞沙堰顶溢流到外江。它既分流了洪水,也保障两千年来宝瓶口入口之前江段没有泥沙淤积。飞沙堰的堰顶标高控制洪水期内江的流量。堰顶高,进入成都平原的水流量大。堰顶低,进入成都平原的水流量小。堰顶标高合适,进入成都平原的水流量就合适。



都江堰是一个伟大的水利工程,是智慧的结晶。它成就了天府之国四川。知道了它的亮点后,你还要去现场看地形才能完全理解。最好在洪水期游览都江堰,那时站在都江堰宝瓶口,你会看到飞沙堰大量洪水溢流,保护成都平原免受洪灾。你会更加钦佩都江堰的巧妙,感叹李冰父子的智慧。

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皮皮蝦 回复 悄悄话 回复 'nightrider' 的评论 : Thank you for the information.
nightrider 回复 悄悄话 Thanks for sharing the article. This video from 李永乐老师 has an even more detailed and graphical explanation of the flood control mechanism of 都江堰
https://www.youtube.com/watch?v=gtFSBftabeU&list=PLErTouobo0XY0bydQHO_YwRnZWV4bD0cv&index=1
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