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都江堰的原理是什么?

时间:2019-08-13

  它各个功用的原理是什么?能不能讲的通俗易懂,我是高中生,而且要拿它作讲演的。最好有能表现原理的图。讲解我不希望给链接,希望能打到这里。...

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  都江堰水利工程位于成都平原西缘岷江由山谷进入平原的地方。在都江堰修建之前,雨季岷江河水冲入平原往往泛滥成灾;雨水不足时,又会造成干旱。为了变害为利,秦国蜀郡太守李冰主持修建了都江堰水利工程。

  都江堰工程总的原理简单来说就是“筑坝分水,修渠引水”。将岷江水流分成两条,其中一条水流引入成都平原,这样既可以分洪减灾,又可以引水灌田、变害为利。都江堰主体工程包括鱼嘴分水堤、飞沙堰溢洪道和宝瓶口进水口。

  首先是修筑宝瓶口引水工程,将岷江水流分为两道,使岷江水流向东边的成都平原,同时减少西边的江水的流量,使西边的江水不再泛滥,同时也能解除东边成都平原的干旱,灌溉那里的良田。

  宝瓶口虽然起到了分流和灌溉的作用,但因江东地势较高,江水难以流入宝瓶口,为了使岷江水能够顺利东流且保持一定的流量,并充分发挥宝瓶口的分洪和灌溉作用,又在岷江中修筑分水堰“鱼嘴”,迫使大量江水流入宝瓶口。

  鱼嘴将江水一分为二:西边称为外江,它沿岷江河道顺流而下;东边称为内江,它流入宝瓶口。由于内江窄而深,外江宽而浅,这样枯水季节水位较低,则60%的江水流入河床低的内江,保证了成都平原的生产生活用水;而当洪水来临,由于水位较高,于是大部分江水从江面较宽的外江排走,这种自动分配内外江水量的设计就是所谓的“四六分水”。

  为了进一步控制流入宝瓶口的水量,起到分洪和减灾的作用,防止灌溉区的水量忽大忽小、不能保持稳定的情况,李冰又在鱼嘴分水堤的尾部,靠着宝瓶口的地方,修建了分洪用的平水槽和“飞沙堰”溢洪道,以保证内江无灾害,溢洪道前修有弯道,江水形成环流,江水超过堰顶时洪水中夹带的泥石便流入到外江,这样便不会淤塞内江和宝瓶口水道。

  李冰采用中流作堰的方法,在岷江峡内用石块砌成石埂,叫都江鱼嘴, 也叫分水鱼嘴。鱼嘴是一个分水的建筑工程,把岷江水流一分为二。东边的叫内江,供灌溉渠用水;西边的叫外江,是岷江的正流。

  又在灌县城附近的岷江南岸筑了离碓(同堆),离碓就是开凿岩石后被隔开的石堆,夹在内外江之间。离碓的东侧是内江的水口,称宝瓶口,具有节制水流的功用。夏季岷江水涨,都江鱼嘴淹没了,离碓就成为第二道分水处。

  内江自宝瓶口以下进入密布于川西平原之上的灌溉系统, 旱则引水浸润,雨则杜塞水门 (《华阳国志·蜀志》),保证了大约300万亩良田的灌溉,使成都平原成为旱涝保收的 天府之国。都江堰的规划、设计和施工都具有比较好的科学性和创造性。工程规划相当完善,分水鱼嘴和宝瓶口联合运用,能按照灌溉、防洪的需要,分配洪、枯水流量。

  为了控制水流量,在进水口 作三石人,立三水中 ,使 水竭不至足,盛不没肩 (《华阳国志·蜀志》)。这些石人显然起着水尺作用,这是原始的水尺。从石人足 和 肩 两个高度的确定,可见当时不仅有长期的水位观察,并且已经掌握岷江洪、枯水位变化幅度的一般规律。

  通过内江进水口水位观察,掌握进水流量,再用鱼嘴、宝瓶口的分水工程来调节水位,这样就能控制渠道进水流量。这说明早在2300年前,中国劳动人民在管理灌溉工程中,已经掌握并且利用了在一定水头下通过一定流量的堰流原理。

  李冰修筑都江堰的时间,是在秦国统一中国的前夜。当时秦国先已经吞并了蜀地,于是有个秦国大臣就给秦始皇出主意,以蜀地为中转站,然后沿长江东下,抄楚国的后路灭楚。然后就任命李冰为蜀地的郡长,负责经营蜀地这个中转站。

  作为郡长的李冰,看到岷江这个祸害,就是要变废为宝。怎么个变法呢?就是从岷江的出山口,就是刚才说的这个玉垒山做文章,于是就有了都江堰工程。工程分三块:

  第一,宝瓶口。他把玉垒山向西伸进岷江的这一块山尾巴,用人工开凿岩石,给拦腰截断,形成一个向东的分水口,也就是都江堰工程的第一部分------宝瓶口(留在江心的那一块山体,就叫做“离堆”)。有了宝瓶口,岷江一分为二,可以分一部分江水向东灌溉成都平原了。

  第二,鱼嘴和金刚堤。但是由于宝瓶口上游的岷江东岸有山(玉垒山),地势东高西低,那么在枯水期,江水就不爱往东面流,成都平原就仍然得不到灌溉。怎么办呢?那就搞第二个工程,就是沿着留在江心的“离堆”向上游方向,修筑一个几百米长的大堤,这个大堤就叫做“金刚堤”,金刚堤迎着上游江水的头部,就叫做“鱼嘴”。现在一般把这个工程统称“鱼嘴”。

  从“鱼嘴”到“离堆”之间的金刚堤,等于把岷江水进一步一分为二,西面的原有岷江河道,叫做“外江”;东面的河道,叫做“内江”。其中“内江”有人工导流渠的意思,每年到了枯水期,就组织人工,对“内江”进行掏挖,挖得比外江低。

  这样,就解决了枯水期江水不爱流入宝瓶口的问题。另外,由于内江被挖得比外江深,那么当丰水季节的时候,江水的表层(清水)会抢进内江;而江水的底层(浊水)就会流入较高的外江。这就在很大程度上解决了泥沙淤塞内江的问题。

  第三,飞沙堰。“鱼嘴”工程解决了枯水期的问题,和丰水期的部分泥沙淤塞问题,但还没完。因为还有丰水期可能给内江乃至成都平原造成水量过大的问题,以及剩下的泥沙对内江淤积问题。解决的方案,就是都江堰的第三个工程------飞沙堰。

  飞沙堰实际上是在金刚堤最靠近离堆的地方,故意留出的一段凹槽。所谓的堰,和堤的共同点是拦水。但其别就在于,堤,必须保证水流不得漫过;而堰,就是又拦水,还又让水能漫过去。飞沙堰神奇的地方就在这里。

  宝瓶口很狭窄,在丰水的季节,内江的水位必然涨得很高,那么,高出来的水,就全都从飞沙堰漫过去,流回到原来的水道,也就是外江了,这就保证丰水季节大水不至于淹了成都平原。

  另一个妙用在于,宝瓶口上游内江东岸是“S型”的,大水冲到这里,直接撞到半挡着的玉垒山体岩壁,就会翻滚,下层泥沙翻上来,翻过飞沙堰,翻到外江里。这又解决了剩余泥沙的淤积问题。据说几吨重的大石头都会翻滚过去。

  都江堰是世界文化遗产(2000年被联合国教科文组织列入“世界文化遗产”名录)、世界自然遗产(四川大熊猫栖息地)、全国重点文物保护单位、国家级风景名胜区、国家AAAAA级旅游景区。

  都江堰位于四川省成都市都江堰市城西,坐落在成都平原西部的岷江上,始建于秦昭王末年(约公元前256~前251),是蜀郡太守李冰父子在前人鳖灵开凿的基础上组织修建的大型水利工程,由分水鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口等部分组成。

  两千多年来一直发挥着防洪灌溉的作用,使成都平原成为水旱从人、沃野千里的天府之国,至今灌区已达30余县市、面积近千万亩,是全世界迄今为止,年代最久、唯一留存、仍在一直使用、以无坝引水为特征的宏大水利工程,凝聚着中国古代劳动人民勤劳、勇敢、智慧的结晶。

  都江堰风景区主要有伏龙观、二王庙、安澜索桥、玉垒关、离堆公园、玉垒山公园、玉女峰、灵岩寺、普照寺、翠月湖、都江堰水利工程等。

  2018年8月13日,加拿大萨斯卡通召开的国际灌排委员会第69届国际执行理事会,执理会全体会议上公布了2018年(第五批)世界灌溉工程遗产名录。其中中国的都江堰等4个项目全部申报成功。

  3.干旱时(枯水期),水从鱼嘴处右侧的内江直接流进宝瓶口,进入四川成都农田;

  5.丰水期,水流湍急,甚至比篮球还大的巨石,有部分不能进入外江(大部分已经进入外江了),香港马会开奖资料,则随急流到达宝瓶口附近时,从飞沙堰飞入外江。这样保证不堵塞宝瓶口。

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  都江堰水利工程充分利用当地西北高、东南低的地理条件,根据江河出山口处特殊的地形、水脉、水势,乘势利导,无坝引水,自流灌溉,使堤防、分水、泄洪、排沙、控流相互依存,共为体系,保证了防洪、灌溉、水运和社会用水综合效益的充分发挥。它最伟大之处是建堰2250多年来经久不衰,而且发挥着愈来愈大的效益。都江堰建成后,成都平原沃野千里,“水旱从人,不知饥馑,时无荒年,谓之天府”。

  都江堰渠首枢纽主要由鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口三大主体工程构成。三者有机配合,相互制约,协调运行,引水灌田,分洪减灾,具有“分四六,平潦旱”的功效。

  鱼嘴分水堤又称“鱼嘴”,是都江堰的分水工程,因其形如鱼嘴而得名,它昂头于岷江江心,包括百丈堤、杩槎、金刚堤等一整套相互配合的设施。其主要作用是把汹涌的岷江分成内外二江,西边叫外江,俗称“金马河”,是岷江正流,主要用于排洪;东边沿山脚的叫内江,是人工引水渠道,主要用于灌溉。

  在古代,鱼嘴是以竹笼装卵石垒砌。由于它建筑在岷江冲出山口呈弯道环流的江心,冬春季江水较枯,水流经鱼嘴上面的弯道绕行,主流直冲内江,内江进水量约6成,外江进水量约4成;夏秋季水位升高,水势不再受弯道制约,主流直冲外江,内、外江江水的比例自动颠倒:内江进水量约4成,外江进水量约6成。这就利用地形,完美地解决了内江灌区冬春季枯水期农田用水以及人民生活用水的需要和夏秋季洪水期的防涝问题。

  飞沙堰溢洪道又称“泄洪道”,具有泻洪、排沙和调节水量的显著功能,故又叫它“飞沙堰”。 飞沙堰是都江堰三大件之一,看上去十分平凡,其实它的功用非常之大,可以说是确保成都平原不受水灾的关键要害。飞沙堰的作用主要是当内江的水量超过宝瓶口流量上限时,多余的水便从飞沙堰自行溢出;如遇特大洪水的非常情况,它还会自行溃堤,让大量江水回归岷江正流。飞沙堰的另一作用是“飞沙”,岷江从万山丛中急驰而来,挟着大量泥沙、石块,如果让它们顺内江而下,就会淤塞宝瓶口和灌区。 古时飞沙堰,是用竹笼卵石堆砌的临时工程;如今已改用混凝土浇铸,以保一劳永逸的功效。

  宝瓶口起节制闸作用,能自动控制内江进水量,是湔山(今名灌口山、玉垒山)伸向岷江的长脊上凿开的一个口子,它是人工凿成控制内江进水的咽喉,因它形似瓶口而功能奇特,故名宝瓶口。留在宝瓶口右边的山丘,因与其山体相离,故名离堆。离堆在开凿宝瓶口以前,是湔山虎头岩的一部分。由于宝瓶口自然景观瑰丽,有“离堆锁峡”之称,属历史上著名的“灌阳十景”之一。

  3.干旱时(枯水期),水从鱼嘴处右侧的内江直接流进宝瓶口,进入四川成都农田;

  5.丰水期,水流湍急,甚至比篮球还大的巨石,有部分不能进入外江(大部分已经进入外江了),则随急流到达宝瓶口附近时,从飞沙堰飞入外江。这样保证不堵塞宝瓶口。

  6.这里没有办法画图,不然我会给你图的。这是2000年前修建,至今还在很好使用的世界上为数不多的水利工程。



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