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都江堰的工作原理是什么？2300年前的奇迹，如何能造就天府之国？原创2022-09-21 09:16·科学探索猫都江堰是当今世界年代最久远、最宏大的水利工程之一。提到都江堰，除了本地人，很多外地人并不能完全了解它的作用。只是去旅游参观的时候，看到岷江，看到几座山体，过一座索桥，拜一拜二王庙，不求甚解地打卡，目的就算完成了。都江堰作为两千多年前的水利工程，一直以来是如何造福天府之国的呢？提到都江堰不得不先说岷江。岷江是长江上游的一个重要支流，它的发源地位于四川北部的岷山，几千年来孕育着世世代代的四川人民。但是，如果靠自然和天吃饭，也会遇到自然灾害。每年春夏之季，是山洪暴发的高频时期。岷江水涨起来的时候，常常引发成都平原的洪灾。而另一边，岷江东岸被一座叫玉垒山的山体阻隔，阻碍了东岸水系的流通，东西两边就出现了引水用水不平衡的现象，即东旱西涝。正是在东旱西涝的背景下，公元前272年，奉命来到四川担任郡守的李冰为了让岷江水系更好地灌溉成都平原的农田，计划将岷江改道，引水至成都。都江堰的主体工程分为三部分，即宝瓶口、鱼嘴和飞沙堰。这三个工程之间相互支撑，联系紧密，共同发挥着防洪和排沙的作用。首先说宝瓶口。宝瓶口是将玉垒山的部分山体凿开，做成了一个缺口，使岷江水多了一个流向。宝瓶口是李冰当年在都江堰打开的第一个水利工程，目的是将岷江水进行分流，引入成都平原，平衡岷江的水况，在旱季时减旱，在洪水季防洪。那么古代没有大型机械设备，李冰他们是如何打通山体的呢？该不会靠人力和凿子吧？古代人很聪明，他们想到了烧石开山的办法，如果是学了物理，很容易理解，这是热胀冷缩的原理。但作为古代人，想到这一层，真可以称得上是智慧超群了。烧石开山的过程是，先用火的高温将石头烧破，烧破到石头能被搬走的程度，再将这些碎石破石通通扔到岷江里去。玉垒山被凿开一条缺口后，原来东岸的水流就畅通起来，而这道缺口的形状从高处看，非常像一个花瓶的瓶口，因此被称为宝瓶口。为了让岷江水流保持分流，挖出来的一部分山体留在了江心，并与玉垒山的山体分开，被称为“离堆”。宝瓶口建成以后，岷江之水开始一分为二，东岸水系畅通，成都平原的农田稻田得到了灌溉，也减少了旱季缺水的情况。都江堰的第二个主体工程，鱼嘴。鱼嘴是一个分水工程，因为它的外形像鱼嘴，因此取名为鱼嘴。鱼嘴的功能是将岷江分为了内江和外江。其中外江是一个自然的河道，而内江是人工开凿出来的河道。内外江的分流规律是“分四六，平潦旱”。当枯水期来临的时候，有六成的水会流入内江，保证对成都平原的灌溉，只有四成的水会流入外江。当汛水期来临时，水位将鱼嘴淹没，有六成的水会排到外江，只剩下四成的水进入内江，减少通往成都平原灌区的水流，防止洪灾。你可能有疑问，这么精确的分流比例，是怎么做到的呢？这得说到一个截流物体，名叫杩槎。杩槎用多根圆形木头搭成骨架，然后在外面铺上竹席，里面灌上泥沙，做成简易的截流物体。当增加杩槎时，相应江面的水量便会减小，这种方法用来拦截外江的水，增加内江的水流供给。如果在汛期，只需要撤掉杩槎，六分的水会进入外江，防止灌区产生洪灾。鱼嘴将岷江一分为二，起到了调节江水流量的作用，平衡了灌区的水量。由于东面地势明显比西部高，江水有时难以进入宝瓶口，鱼嘴辅助了宝瓶口的功能，提高了分流和灌溉的能力。都江堰的第三个主体工程，飞沙堰。飞沙堰的主要功能是解决都江堰丰水期内江泾流过大的问题，以及泥沙堆积的问题。飞沙堰有堤的作用，可以拦洪水，与堤的不同之处是，不仅能拦水，还能让水慢慢地流过去。飞沙堰相当于缓冲作用，让丰水期的水流不至于太急，以至淹没了成都平原。而且，当大水冲来时，下层泥沙会翻过飞沙堰，直接翻到外江去，解决了泥沙淤积的问题。都江堰的三个主体工程宝瓶口、鱼嘴和飞沙堰，相互起着协调作用，共同实现泄洪、排沙和调节水量的功能。可以说，都江堰水利工程孕育了成都人民，也丰沃了成都人民的土地。都江堰水利工程让成都平原成为了天府之国。2000年，都江堰加入了世界遗产名录。都江堰工程的建造者李冰父子，也成了四川当地的崇拜神，二王庙正是纪念李冰父子而造。都江堰工程是我国古代人民传统智慧的结晶，也是一项千年奇迹，它造福了世世代代的人类子孙，值得被我们珍惜。
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