這是我見(jiàn)過(guò)最直觀的都江堰水利工程原理講解！

來(lái)源：中國(guó)給水排水

都江堰水利工程坐落在成都平原西部的岷江上，始建于秦昭王末年(約公元前256~前251) ，由分水魚(yú)嘴、飛沙堰、寶瓶口等部分組成。

這是全世界迄今為止，年代最久、唯一留存、仍在一直使用，以無(wú)壩引水為特征的宏大水利工程，凝聚著中國(guó)古代漢族勞動(dòng)人民勤勞、勇敢、智慧的結(jié)晶。

很多來(lái)都江堰水利工程參觀后，都對(duì)都江堰水利工程贊嘆不已，就連余秋雨都說(shuō) 世界上最偉大的不是長(zhǎng)城，而是都江堰水利工程。然而極個(gè)別的人，表示沒(méi)有什么看頭。其實(shí)，來(lái)都江堰水利工程，需要我們一邊看，一邊聽(tīng)！

（來(lái)源： 都江堰叮叮貓兒轉(zhuǎn)載：water8848）

雜志簡(jiǎn)介

《中國(guó)給水排水》是面向全國(guó)給水排水和環(huán)境工程界的專(zhuān)業(yè)性科技期刊，具有較高的理論導(dǎo)向性和較強(qiáng)的工程實(shí)踐性，被稱(chēng)為中國(guó)水行業(yè)的“首席雜志”、中文核心期刊、“中國(guó)百?gòu)?qiáng)科技期刊”中國(guó)精品科技期刊、中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)源期刊（CSTP）。

重溫都江堰 | 巧奪天工的都江堰水利工程

來(lái)源： 南水北調(diào)與水利科技

近日，小編在整理之前的文章時(shí)，將“都江堰”的文章進(jìn)行了匯總，看后心潮澎湃�。〗裉焯貏e整理了都江堰相關(guān)文章，和大家一起重溫精彩內(nèi)容。

古詩(shī)有云：岷江遙從天際來(lái)，神功鑿破古離堆。恩波浩渺連三楚，惠澤膏流潤(rùn)九垓。劈斧巖前飛瀑雨，伏龍?zhí)兜醉戄p雷。筑堤不敢辭勞苦，竹石經(jīng)營(yíng)取次裁。說(shuō)的正是都江堰水利工程。

關(guān)于都江堰最為直接的講解（視頻）

都江堰水利工程

是迄今年代最久、唯一留存的水利工程

今天它仍然發(fā)揮著作用

2000多年前，秦太守李冰修都江堰，沃野千里的成都平原成為“水旱從人，不知饑饉”的天府之國(guó)。然而，都江堰并非一勞永逸的水利工程。它，也在歷朝歷代中，與洪流做斗爭(zhēng)，從而變得越來(lái)越堅(jiān)固，庇護(hù)著天府兒女。

今天，讓我們通過(guò)文獻(xiàn)資料和專(zhuān)家講述走近歷史，看看古代的都江堰是如何抗擊洪流的。

2004年大修都江堰工程（都江堰管理局供圖）

元朝

洪水多次沖毀都江堰

吉當(dāng)普鑄1.6萬(wàn)斤鐵龜鎮(zhèn)水

中國(guó)古代的四川官員，都上演過(guò)與水斗的故事。

元朝的一次洪水來(lái)襲，再次讓都江堰很受傷。為了治水，時(shí)任四川肅政廉訪使吉當(dāng)普把都江堰的堰體由竹籠結(jié)構(gòu)改為鐵石結(jié)構(gòu)，對(duì)后世治堰產(chǎn)生巨大影響。那次改造都江堰，四川肅政廉訪使吉當(dāng)普用鐵16000斤鑄成鐵龜，立于魚(yú)嘴鎮(zhèn)水。

吉當(dāng)普，蒙古族人。1334年，任四川肅政廉訪使。

吉當(dāng)普到川后，很重視都江堰水利工程。1335年11月，吉當(dāng)普主持的都江堰歷史上著名的特修開(kāi)工。用了5個(gè)月時(shí)間，動(dòng)員石工和鐵匠700人，木工250人，普工（包括軍工）3900人。開(kāi)山取石百余萬(wàn)條，用石灰6多斤，桐油3萬(wàn)多斤，鐵65000斤，麻5000斤。耗用糧食1000余石，人工和材料費(fèi)用共計(jì)49000串錢(qián)。

這次特修后，工程維持了40年，明代幾次大修改造，都以吉當(dāng)普的方案為基本模式。

或許，對(duì)都江堰水利工程有所了解的人都還記得，曾流傳過(guò)都江堰埋有鎮(zhèn)水鐵龜、鐵牛、三神石人等故事。傳說(shuō)中的鐵龜確有其事，《都江堰志》記載，這個(gè)鐵龜正是由吉當(dāng)普所鑄，重達(dá)16000斤。該鐵龜置于砌石魚(yú)嘴上，以求鎮(zhèn)水。但是，因鐵龜魚(yú)嘴建筑在砂卵石河床上，基礎(chǔ)被急流淘空，終被沖入洪流中不知所終。后來(lái)，歲修和大修都江堰期間，出土過(guò)不少文物，比如石人，但是鐵龜成了一個(gè)傳說(shuō)，一個(gè)千古之謎。

2002年，都江堰曾請(qǐng)來(lái)專(zhuān)家，用探鐵儀器、紅外線等儀器在都江堰河床進(jìn)行探測(cè)，試圖尋找鐵龜?shù)嫩欅E，但探測(cè)器一到河床到處都有鐵器反應(yīng)，令專(zhuān)家無(wú)從下手。

文物專(zhuān)家蔣永志曾給出了一個(gè)觀點(diǎn)：鐵牛和鐵龜并不在魚(yú)嘴下游，而在上游。據(jù)他介紹，鐵牛和鐵龜非常重，按照重物在水流中活動(dòng)的規(guī)律，越重的東西可能往上移而不是往下游移。因此，他認(rèn)為這幾件寶物不可能在下游，而是在魚(yú)嘴上游。

清朝

特大洪災(zāi)致都江堰工程“水毀” 丁寶楨官品被降三級(jí)

1878年，清光緒四年的第5月，都江堰遭遇連日大雨，岷江洪水暴發(fā)。

據(jù)《都江堰志》記載：金剛堤多處決口，人字堤、飛沙堰長(zhǎng)一百三十丈的堤埂僅存石工三段。一段計(jì)長(zhǎng)五丈五尺，一段只剩條石二層計(jì)長(zhǎng)十四丈，一段計(jì)長(zhǎng)十一丈五尺，灌縣城外護(hù)城底石也大半被沖去。

這場(chǎng)洪災(zāi)，還給時(shí)任四川總督丁寶楨帶來(lái)了一場(chǎng)政治上的風(fēng)波，導(dǎo)致他連降三級(jí)。

丁寶楨乃貴州平遠(yuǎn)（今織金縣）人氏，系晚清明臣。1876年10月，丁寶楨調(diào)任四川總督。次年，他組織了大修都江堰的工程。

丁寶楨將都江堰分水魚(yú)嘴、內(nèi)江仰天窩魚(yú)嘴、蒲柏河魚(yú)嘴和人字堤全部改用條石修砌。條石之間用鐵錠互相閂住，并用桐油、石灰、糯米汁嵌縫。同時(shí)，還石砌堤岸一萬(wàn)二千余丈，修建白馬槽、平水槽等導(dǎo)水、瀉水工程，疏淘?xún)?nèi)、外江干流及江安河入口段等被淤塞河道，挖河方四十多萬(wàn)方，用竹籠一萬(wàn)九千余條，花費(fèi)銀一十二萬(wàn)九千四百四十余兩。

他的運(yùn)氣非常不好，次年，都江堰遭遇了一場(chǎng)特大洪災(zāi)，他修的水利工程被洶涌的洪水沖毀。

那年，都江堰水利工程發(fā)揮不了作用，內(nèi)江水流由決口直注外江，整個(gè)都江堰灌區(qū)下游缺水，一場(chǎng)“索水風(fēng)潮”由此暴發(fā)。農(nóng)民成群結(jié)隊(duì)到總督府上訪和鬧訪，要求丁寶楨給個(gè)說(shuō)法。

時(shí)值洋務(wù)運(yùn)動(dòng)與守舊勢(shì)力爭(zhēng)斗，洋務(wù)派丁寶楨這里出了事兒，給了守舊派之口實(shí)，紛紛上奏調(diào)查他。慈禧和光緒皇帝下令處理此事，當(dāng)年十二月，軍機(jī)大臣恩承、童華受命抵川調(diào)查。

紛繁的人事糾葛，官場(chǎng)爭(zhēng)奪，對(duì)這次大修的意見(jiàn)各持一端。調(diào)查中，兩位大臣百般刁難。但丁寶楨的工程經(jīng)受住了考驗(yàn)，工程符合技術(shù)規(guī)范，也沒(méi)有查出貪腐問(wèn)題。當(dāng)時(shí)規(guī)定，寶瓶口水劃超過(guò)16劃的洪水造成的水毀，乃因?yàn)?zāi)害太大，人力所不能避免，不予追究；小于16劃的水毀，認(rèn)為屬于工程質(zhì)量問(wèn)題，需要追究。而丁寶楨所遭遇的洪水，寶瓶口水劃已到22劃，達(dá)到了水劃的頂部。

據(jù)現(xiàn)代水利專(zhuān)家推測(cè)，當(dāng)時(shí)岷江的涇流量在每秒4000至5000立方米之間。但最后，朝廷仍以“堰功敗于垂成，復(fù)蹈明之復(fù)轍（原文如此）”為由，將丁寶楨由一品頂戴降為三品頂戴，仍保留總督之職。丁士彬、陸葆德也被革職留用，罰賠工銀2萬(wàn)多兩。當(dāng)年十一月，丁寶楨、丁士彬、陸葆德自備經(jīng)費(fèi)，再次興工修治，主要加固補(bǔ)建魚(yú)嘴，恢復(fù)堤堰竹籠結(jié)構(gòu)，擴(kuò)寬和疏浚河道，尤其著重于魚(yú)嘴以上岷江左側(cè)白馬槽段的河道疏浚工程，以加大外江過(guò)水能力，并在都江堰管理上作了調(diào)整，限定渠首歲修經(jīng)費(fèi)總數(shù)，免除了名用水州縣的攤派。

1886年，丁寶楨在成都因病去世，享年66歲。丁寶楨大修都江堰水利工程蕩氣回腸的故事讓后人景仰。為了紀(jì)念他，灌縣人把魚(yú)嘴稱(chēng)為“丁公魚(yú)嘴”。

民國(guó)

疊溪地震海子潰壩

都江堰僅剩下“神仙墩”

1933年8月23日，茂汶縣疊溪發(fā)生了7.5級(jí)地震，疊溪鎮(zhèn)全面下陷，附近山巖崩塌，巖石橫斷岷江及支流，形成了10個(gè)地震湖。其中，岷江干流4個(gè)。

地震湖即為堰塞湖。在岷江被堵45天后，一個(gè)小海子大壩潰決。積水一涌而下，岷江河道哪里承受得了這么大的洪流，造成下游特大洪災(zāi)。10月10日，洪水進(jìn)入都江堰。據(jù)紫坪鋪洪痕推算，相應(yīng)洪峰流量約10200立方米每秒，是已知?dú)v史上都江堰最大的一次洪水。

人們從臨時(shí)搭建的榪槎上行走（1934年）莊學(xué)本（中國(guó)）攝 王國(guó)平 供圖

滾滾而下的洪流橫沖直撞，勢(shì)不可擋，沖毀了都江堰渠首的韓家壩、安瀾索橋，新工魚(yú)嘴、金剛堤、平水槽、飛沙堰、人字堤等水利工程。灌縣天乙街、塔子壩、農(nóng)壇灣、安順橋等處被淹，洪水毀橋30余座。灌縣境內(nèi)死亡人數(shù)5000人以上。洪水退后，紅十字會(huì)等單位沿途撈尸717具。

潰壩后民工們?cè)谧鼍幹窕\的準(zhǔn)備工作（1934年） 王國(guó)平 供

都江堰渠首水利工程在此浩劫之下蕩然無(wú)存，唯索橋殘留一個(gè)橋墩，人稱(chēng)“神仙墩”。

從1930年冬，萬(wàn)縣人任重參加特修都江堰工程，次年工程竣工后，到成都水利知事公署工作。疊溪大地震次年，都江堰灌區(qū)又發(fā)生春旱。四川善后督辦劉湘撥款12000元，任重作為工程技正與上校參謀郭雨中、無(wú)線電臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)朱明心等人，住在仍有余震的地震中心疊溪，督工疏導(dǎo)海子，及時(shí)完成了第一期疏導(dǎo)工程。

工人們編織竹籠（1934年）莊學(xué)本（中國(guó)）攝 王國(guó)平 供圖

1936年洪水后的都江堰 王國(guó)平 供圖

歷史上，都江堰水利工程多災(zāi)多難，1935年，由條石砌筑的都江堰渠首魚(yú)嘴被洪水沖毀。次年，時(shí)任四川省政府主席的劉湘撥款25萬(wàn)元，還是派任重負(fù)責(zé)工程，將魚(yú)嘴位置西移了10米，并緊靠原索橋的橋墩。

揭秘

網(wǎng)傳“抗洪神器”都江堰就用過(guò)

這個(gè)夏季，在朋友圈，一個(gè)歐洲某國(guó)的“抗洪神器”刷屏出現(xiàn)。隨著這個(gè)“神器”的橫空出世，在網(wǎng)絡(luò)空間，針對(duì)神器爆發(fā)了一波又一波的爭(zhēng)論。

人民日?qǐng)?bào)官方微信報(bào)道，這個(gè)“神器”并不神氣，還原其真實(shí)身份，其實(shí)就是金屬擋板，類(lèi)似產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)也有生產(chǎn)。接下來(lái)，人民日?qǐng)?bào)還報(bào)道了另一個(gè)國(guó)產(chǎn)“抗洪神器”——能移動(dòng)又能折疊的堵水墻。

網(wǎng)傳“抗洪神器”

華西都市報(bào)記者從都江堰管理局獲悉，該國(guó)“抗洪神器”的親戚金屬擋板，多年前都江堰就曾用過(guò)它攔水，并沒(méi)有傳說(shuō)中的那么神。至于堵水墻，在成都的府南河的橡膠壩就是其孿生“兄弟”。

擋板兒

多年前都江堰用它攔水

提到網(wǎng)絡(luò)上人氣很旺的德國(guó)抗洪神器，都江堰渠首處處長(zhǎng)吳平勇認(rèn)為對(duì)此提法應(yīng)該理性思考、客觀看待。他說(shuō)，在滔滔洪災(zāi)面前，不會(huì)有一用就靈的靈丹妙藥和神器。他希望大家能剝開(kāi)對(duì)這些所謂“神器”的過(guò)度包裝，把這種裝備還原它本來(lái)的面貌——我就是一塊金屬擋板兒。

“這種擋板兒，多年前都江堰就曾用過(guò)。”吳平勇說(shuō)。用這種擋板擋水，都江堰早就用過(guò)，既用它攔水，也用它截流。比如在1992年前都江堰尚沒(méi)有修建飛沙堰閘，每年冬修期間內(nèi)江需要斷流維修，而內(nèi)江是向成都市生活、生產(chǎn)輸水的骨干渠道，為保證向成都市生活、生產(chǎn)供水分秒不停，就啟用1964年建的工業(yè)引水暗渠輸水，由工業(yè)引水暗渠從外江引水至內(nèi)江渠系，但外江水量攔入飛沙堰壩面后無(wú)法引入暗渠，這時(shí)必須在飛沙堰壩面末端采取攔水措施，當(dāng)時(shí)就用了92塊鋼筋砼擋板（板后加木支撐）相連組成一道攔水墻將水?dāng)r引入暗渠。

1992年建了工業(yè)引水臨時(shí)攔水閘后，由于水量可以調(diào)度自如，就不再用這種辦法了。2001年，蒲柏閘整治工程施工因?yàn)閮?nèi)江沒(méi)有斷流，當(dāng)時(shí)采取了對(duì)蒲柏閘進(jìn)行兩期施工的安排，就是用的鋼制擋水板搭建施工臨時(shí)圍堰。

堵水墻

錦江的橡膠壩是其孿生“兄弟”

在大家朋友圈被德國(guó)神器刷屏后，人民日?qǐng)?bào)報(bào)道了另一個(gè)國(guó)產(chǎn)“抗洪神器”——能移動(dòng)又能折疊的堵水墻。

吳平勇說(shuō)，隨著科學(xué)和技術(shù)的進(jìn)步，人們防洪的工程材料也處于不斷改進(jìn)中，堵水墻就是一例。

據(jù)媒體報(bào)道，堵水墻是一條長(zhǎng)長(zhǎng)的黃白相間的帆布水袋，用鋼筋固定在壩頂，再用水泵從湖里取水注入水袋里，形成6米長(zhǎng)、60厘米高的一堵水墻，用水來(lái)抵擋水。關(guān)鍵時(shí)刻，比如哪個(gè)地方出現(xiàn)漫堤的險(xiǎn)情或者決口比較小，就可以把這個(gè)移動(dòng)折疊式的堵水墻搬到現(xiàn)場(chǎng)，立刻進(jìn)行組裝、拼接、充水，10分鐘就能發(fā)揮擋水的作用，作用非常明顯。

這種“以柔克剛、以水治水”原理治水的工程措施也不鮮見(jiàn)，分布在成都府南河各處的橡膠壩就是其孿生“兄弟”。只是橡膠壩充滿(mǎn)水后，橫著安置于河床上，如上游來(lái)水量小，河道水位低，就朝橡膠壩里注水，讓它形成一個(gè)個(gè)攔水低壩，用以抬高水位，增加河道親水性，改善水環(huán)境，讓城市更加宜居。

一旦上游來(lái)水時(shí)增大，有洪災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，立即排掉橡膠壩中的水，還原河道斷面，讓來(lái)水奔流而下。而堵水墻是順河岸安裝在堤頂，相當(dāng)于加高了堤壩，抬高了擋水位，增加了抵御洪水的能力。

都江堰工程全揭秘

都江堰水利工程不僅在四川在全國(guó)甚至整個(gè)水利歷史地位中到占有舉足輕重的位置，它的整個(gè)設(shè)計(jì)遵從的是道家因勢(shì)利導(dǎo)的哲學(xué)思想，采用科學(xué)的方法按照河流動(dòng)力學(xué)的基本原理發(fā)揮著防洪灌溉的作用，成就了成都的天府之國(guó)的美譽(yù)�！赌纤�北調(diào)與水利科技》的小編特地從網(wǎng)上搜羅來(lái)了資料，給大家實(shí)力科普一波！若有機(jī)會(huì)身臨其境，想必會(huì)更好的感受到老祖宗們的智慧！

工程修建背景

岷江發(fā)源于四川北部的岷山，是匯入長(zhǎng)江的重要支流之一。岷江口是長(zhǎng)江中上游的分界點(diǎn)，岷江水流量大、流速湍急。每當(dāng)春夏山洪暴發(fā)的時(shí)候，江水奔騰而下，從灌縣進(jìn)入成都平原，由于河道狹窄，古時(shí)常常引發(fā)洪災(zāi)，洪水一退，又是沙石千里。而灌縣岷江東岸的玉壘山又阻礙江水東流，造成東旱西澇。

公元前316年，秦惠文王采納了大將司馬錯(cuò)“得蜀則得楚，楚亡則天下定矣”的軍事主張，舉兵滅掉了蜀國(guó)。

公元前280年的秋天，秦滅蜀30年后，大將司馬錯(cuò)在蜀國(guó)的首府成都齊集10萬(wàn)人馬，以一萬(wàn)艘戰(zhàn)船的浩蕩之勢(shì)從岷江上游出發(fā)，順?biāo)�進(jìn)入長(zhǎng)江，南下東攻楚國(guó)，然而在奪取了楚國(guó)的商於，也就是今天的重慶涪陵之后，軍隊(duì)卻因?yàn)榧Z草和兵馬不能及時(shí)補(bǔ)充，在商於陷入了癱瘓，無(wú)法繼續(xù)深入楚國(guó)，這次戰(zhàn)爭(zhēng)的失敗暴露了秦國(guó)利用蜀國(guó)作為攻楚跳板的缺陷。因?yàn)楫?dāng)時(shí)訓(xùn)練士兵，打造兵器，征集軍需物資，主要是在蜀國(guó)的中心成都，可是造船和起運(yùn)卻要在岷江上游的汶山進(jìn)行，兵馬從成都到岷江運(yùn)輸碼頭至少要經(jīng)過(guò)50多公里的陸路行進(jìn)，糧草從成都出發(fā)也需要數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的勞工經(jīng)過(guò)沿途裝卸的艱難才能到達(dá)碼頭，這樣一來(lái)就很難在作戰(zhàn)中及時(shí)的補(bǔ)充兵員和物資。

公元前272年，30歲的秦國(guó)人李冰奉秦昭王之命，一路艱險(xiǎn)來(lái)到蜀郡擔(dān)任郡守，按照秦國(guó)的耕戰(zhàn)文化和司馬錯(cuò)的軍事思想，這位青年郡守要把自己的屬地建成秦國(guó)統(tǒng)一天下的戰(zhàn)略基地，而當(dāng)時(shí)秦楚兩國(guó)也已形成了劍拔弩張的對(duì)立局面，所以把岷江改道，引水經(jīng)過(guò)成都，使其真正成為一條戰(zhàn)爭(zhēng)補(bǔ)給線的計(jì)劃實(shí)施，最終歷史性地落在了他的肩上。

主體工程

（一）第一期工程：寶瓶口

注：修建寶瓶口的目的主要是想將岷江江水分流部分進(jìn)入成都平原，防洪減旱。

工程：

以燒石開(kāi)山為主的傳統(tǒng)辦法, 把石頭燒破裂以后, 將碎石推入江中, 形成水道, 因而建成了寶瓶口。玉壘山向西伸進(jìn)岷江的這一塊山尾巴，用人工開(kāi)鑿巖石，給攔腰截?cái)啵�形成一個(gè)向東的分水口，也就是都江堰工程的第一部分寶瓶口，留在江心的那一塊山體，就叫做“離堆”，有了寶瓶口，岷江一分為二,可以分一部分江水向東，灌溉成都平原了。

分析：

1、“熱脹冷縮原理”——寶瓶口修建時(shí)由于那時(shí)還未發(fā)明炸藥，必須采用人工開(kāi)山的辦法，而當(dāng)時(shí)的人們能想出用火燒石，利用熱脹冷縮的原理加快工程進(jìn)度，是一個(gè)很了不起的科學(xué)方法。

2、彎曲河道的水流運(yùn)動(dòng)及河床演變——彎道水流的動(dòng)力軸線，主要特點(diǎn)：在彎道進(jìn)口段或上游過(guò)渡段，偏靠凹岸；隨水位流量變化，主流線低水傍岸，高水居中。所以在枯水期水流傍向凹岸寶瓶口水量不足。

（二）第二期工程:魚(yú)嘴

注：在寶瓶口修建之后，雖然起到了一定程度上的分流和灌溉的作用，成都平原干旱得到一定緩解，但是由于東都地勢(shì)較西部高江水難以流入寶瓶口，因此開(kāi)始進(jìn)行二期工程魚(yú)嘴。

工程：

在枯水期，江水不愛(ài)往東而流，成都平原得不到灌溉。于是在江心的“離堆”向上游方向，修筑一個(gè)幾百米長(zhǎng)的大堤，這個(gè)大堤就叫做“金剛堤”，金剛堤迎著上游江水的頭部，就叫做“魚(yú)嘴”。從“魚(yú)嘴”到“離堆”之間的金剛堤，就等于把岷江水進(jìn)一步一分為二，西面的原有岷江河道，叫做“外江”；東面的河道，叫做“內(nèi)江”。其中“內(nèi)江”有人工導(dǎo)流渠的意思，每年到了枯水期，就組織人工，對(duì)“內(nèi)江”進(jìn)行掏挖，挖得比外江低，這樣，就解決了枯水期江水不愛(ài)流入寶瓶口的問(wèn)題。同時(shí)，內(nèi)江在凹岸，外江在凸凹又剛好解決了泥沙淤積問(wèn)題。

分析：

1、懸移質(zhì)泥沙的紊動(dòng)擴(kuò)散理論——含沙量分布上稀下濃，分布不均，重力使得下沉，淤積作用明顯；擴(kuò)散使其懸浮，沖刷增強(qiáng)；

2、彎曲河道的水流運(yùn)動(dòng)及河床演變——水流作曲線運(yùn)動(dòng)，由于離心力作用水面產(chǎn)生橫比降形成封閉環(huán)流，表層水流流向凹岸，底層向凸，這一環(huán)流疊加在主流上，形成螺旋流；所以?xún)?nèi)江在凹岸，江水的表層清水會(huì)搶進(jìn)內(nèi)江；而江水的底層濁水就會(huì)流入凸岸的外江。這就在很大程度上解決了泥沙淤塞內(nèi)江的問(wèn)題。

（三）第三期工程：飛沙堰

注：魚(yú)嘴工程修建之后解決了枯水期問(wèn)題和豐水期部分泥沙問(wèn)題，但是在豐水期可能給內(nèi)江造成徑流過(guò)大以及泥沙對(duì)內(nèi)江的淤積，于是修建飛沙堰。堰和堤的共同點(diǎn)都是擋水，但其不同在于：堤，必須保證水流不得漫過(guò)；堰，就是又檔水還又讓水能漫過(guò)去。

工程：

飛沙堰實(shí)際上是在金剛堤最靠近離堆的地方，故意留出一段凹槽，寶瓶口很狹窄，在豐水的季節(jié)，內(nèi)江的水位必然漲得很高，那么，高出來(lái)的水，就全都從飛沙堰漫過(guò)去，流回到原來(lái)的水道，也就是外江了，這就保證豐水季節(jié)大水不至于淹了成都平原；另一個(gè)妙用在于，寶瓶口上游內(nèi)江東岸是“S型”的，大水沖到這里，直接撞到半擋著的玉壘山體巖壁，就會(huì)翻滾，下層泥沙翻上來(lái)，翻過(guò)飛沙堰，翻到外江里。這又解決了剩余泥沙的淤積問(wèn)題。據(jù)說(shuō)幾噸重的大石頭都會(huì)翻滾過(guò)去。

分析：

1、懸移質(zhì)泥沙的紊動(dòng)擴(kuò)散理論：含沙量分布上稀下濃，分布不均，重力使得下沉，淤積作用明顯；擴(kuò)散使其懸浮，沖刷增強(qiáng)。

2、彎曲河道的水流運(yùn)動(dòng)及河床演變——頂沖點(diǎn)（主流開(kāi)始逼近凹岸的位置）沖擊凹岸形成漩渦，低水（含沙量大）上堰過(guò)飛沙堰，高水（清水）下挫流入寶瓶口，這又在很大程度上解決了泥沙淤積的問(wèn)題，水量遇到排沙越明顯。

河流機(jī)理總結(jié)

（一）河流四六分水

（枯水期內(nèi)江六成，外江四成，進(jìn)行灌溉；豐水期內(nèi)江四成，外江六成，避免洪災(zāi)）

（二）彎道環(huán)流，清水流向凹岸，濁水流向凸岸

歷史發(fā)展過(guò)程

（一）創(chuàng)建期

有關(guān)都江堰的創(chuàng)建，最早見(jiàn)于西漢司馬遷的《史記·河渠書(shū)》，“于蜀，蜀守冰鑿離碓，辟沫水之害，穿二江成都之中。此渠皆可行舟；有余則用概浸，百姓饗其利。至于所過(guò)，往往引其水益用概田疇之渠，以萬(wàn)億計(jì)，然莫足數(shù)也。”'此后，班固的《漢書(shū)·溝洫志》、應(yīng)劭的《風(fēng)俗通義》、常璩的《華陽(yáng)國(guó)志》都有詳細(xì)記述。所謂“鑿離碓”，指的應(yīng)是開(kāi)鑿都江堰的寶瓶口這一工程。“壅江作堋”，根據(jù)一些學(xué)者的研究，即指的是類(lèi)似分水魚(yú)嘴的工程。可見(jiàn)都江堰在創(chuàng)建之初，可能只有兩個(gè)工程一一分水魚(yú)嘴和寶瓶口，重要的溢洪工程一一飛沙堰在創(chuàng)建時(shí)期還未出現(xiàn)。并且，李冰在主持修建都江堰的時(shí)候，他考慮這項(xiàng)工程所要發(fā)揮效益依次是防洪、航運(yùn)和灌溉。創(chuàng)建期的都江堰，主要是分水魚(yú)嘴(也稱(chēng)“堰”)和引水的寶瓶口，還沒(méi)有形成一個(gè)完善的互相影響的水利系統(tǒng)，但此時(shí)的都江堰因分水魚(yú)嘴與寶瓶口組合在一起仍可發(fā)揮綜合性效益，這一點(diǎn)在文獻(xiàn)[9]中也有說(shuō)明。

（二）逐步完善期（漢代至唐代）

西漢文帝時(shí)期，文翁任蜀守，史載他“穿湔江口，溉灌繁田千七百頃” 。“穿湔江口”的工程不僅使得都江堰的灌概面積擴(kuò)大，保證了成都平原西北部的灌概水源，而且也使得都江堰的內(nèi)江水系與論江相聯(lián)，都江堰的作用由此進(jìn)一步提升。東漢時(shí)，都水掾的設(shè)置，顯示出國(guó)家直接參與都江堪工程的管理，都江堰及灌區(qū)的維持與發(fā)展得到保證。三國(guó)時(shí)期的蜀，由于要大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)，統(tǒng)治者對(duì)水利的重視尤其體現(xiàn)在加強(qiáng)對(duì)都江堰的管理上，不僅在都江堰置堰官，而且還派軍隊(duì)駐守，以保證對(duì)都江堰的有效控制。西晉時(shí)，在蜀郡同樣設(shè)置有專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)灌概用水調(diào)度的官職，如蜀渠都水行事、蜀渠平水、水部都督等，可見(jiàn)中央政府十分重視都江堰的的重要作用。晉代左思在《蜀都賦》中寫(xiě)道：“指渠口以為云門(mén)”，同時(shí)代的劉逵注說(shuō)：“李冰于岷山下造大堋以壅江水，分散其流，概灌平地，故曰‘指渠口以為云門(mén)’也。”成書(shū)于北魏時(shí)期的《水經(jīng)注》在引用以上史料的同時(shí)還補(bǔ)充：“李冰作大堰于此，壅江作堋，堋有左右口，謂之湔堋，入郫江、檢江，以行舟” 。從這些記載來(lái)看，魏晉南北朝時(shí)期的都江堰，其渠首工程應(yīng)包括堋(相當(dāng)于魚(yú)嘴)、渠口(寶瓶口)、內(nèi)江引水渠以及內(nèi)江各干渠的進(jìn)水口，同時(shí)，由時(shí)人對(duì)都江堰的認(rèn)識(shí)也可以看出，這時(shí)期的都江堰渠首各工程之間的關(guān)系更加緊密，都江堪工程本身也日趨成為一個(gè)系統(tǒng)工程。至唐代時(shí)，有關(guān)都江堰的記載更加詳細(xì)，《元和郡縣志》卷三十一《劍南道上》彭州導(dǎo)江縣(今都江堰市)條:“楗尾堰，在縣西南二十五里。李冰作之，以防江決。破竹為籠，圓徑三尺，長(zhǎng)十丈，以石實(shí)中，累而壅水。”'《新唐書(shū)·地理志》也記載說(shuō)：導(dǎo)江“有侍郎堰，其東百丈堰，引江水以溉彭、益田，龍朔中筑。又有小堰，長(zhǎng)安初筑。” 唐代的都江堰渠首工程有楗尾堰(相當(dāng)于魚(yú)嘴)、侍郎堰、百丈堰，不過(guò)這里的侍郎堰、百丈堰不一定就是指的今日的飛沙堰和魚(yú)嘴之上游的百丈堰，但組合在一起應(yīng)是發(fā)揮壅水、引水的重要作用。唐代都江堰的灌區(qū)也有很大的發(fā)展，灌區(qū)不僅繼續(xù)延伸至成都平原南部甚至岷江中游，而且灌區(qū)的管理組織體系和管理制度得到進(jìn)一步完善，從渠首到灌區(qū)己形成了較嚴(yán)格的歲修制度，保證了都江堰永續(xù)不斷地發(fā)揮作用。

（三）成熟期（宋元明清）

兩宋時(shí)期，有關(guān)都江堰的文字記載較前代大有增加，由這些豐富的記載可知都江堰的主體工程包括象鼻、離堆、侍郎堰、支水和攝水等，其中“象鼻”指的就是具有分水引水功能的魚(yú)嘴，“離堆”即進(jìn)水的寶瓶口，“侍郎堰”在此時(shí)的功能相當(dāng)于泄洪和排沙的飛沙堰，“支水”和“攝水”等輔助設(shè)施大致相當(dāng)于導(dǎo)流堤、攔河低堰等。至此，擁有分水、導(dǎo)流、引水和溢洪排沙綜合功能的工程體系的形成，標(biāo)志著都江堰作為一項(xiàng)綜合性的水利工程己經(jīng)進(jìn)入了成熟期。成熟期的都江堰內(nèi)江灌區(qū)共分出4條干渠，灌溉著成都府，蜀、彭、綿、漢、邛5州，灌概面積超過(guò)200萬(wàn)畝。都江堰的管理也更加完善，不僅形成了稽查、水政和工程三個(gè)互相制約的管理體系，而且都江堰還成為國(guó)家水利工程，朝廷派出御史領(lǐng)提舉官，到灌區(qū)巡視，代表中央政府監(jiān)督歲修工程質(zhì)量和經(jīng)費(fèi)使用情況，地方上則設(shè)置各級(jí)官員共同負(fù)責(zé)灌區(qū)的水政和都江堰工程的管理及歲修活動(dòng)。宋代以降，由于戰(zhàn)爭(zhēng)的破壞，導(dǎo)致都江堰連年失修而廢棄，除了寶瓶口被保留之外，都江堰的其他工程設(shè)施幾乎都因受到破壞而蕩然無(wú)存。當(dāng)戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后，都江堰又得到重建，并迅速恢復(fù)原有灌區(qū)的規(guī)模。必須要提到的是，重建后的都江堰各工程設(shè)施都是原來(lái)的工程型式，進(jìn)一步說(shuō)明了都江堰經(jīng)過(guò)近千年的演變和發(fā)展己經(jīng)足夠成熟，并且其所采用的工程型式和設(shè)置也被證明是符合歷史發(fā)展需要的。元代時(shí)，“都江堰”一詞第一次出現(xiàn)在文獻(xiàn)記載中，不過(guò)特指渠首的魚(yú)嘴，“寶瓶口 ”一詞則最早出現(xiàn)于明代文獻(xiàn)記載。到清乾隆時(shí)期，雖然仍需歲修，但是魚(yú)嘴的位置穩(wěn)定在今安瀾索橋處，飛沙堰、百丈堰等工程設(shè)施也相應(yīng)形成了固定的建筑型制。清嘉慶年間，都江堰的魚(yú)嘴、飛沙堰、人字堤等工程名稱(chēng)都可見(jiàn)于文獻(xiàn)記載，這些名稱(chēng)一直沿用至今。由于歲修工程浩大，并且需要很大的人力、財(cái)力和物力，從元代開(kāi)始，有主持者嘗試用砌石來(lái)取代竹籠以筑堤堰，并企圖以永久性的工程結(jié)構(gòu)省去浩大的歲修工程，但由于都江堰所處的河段水流流速過(guò)大，以砌石為代表的剛性工程材料易被水流沖毀，因此竹籠材料仍占主導(dǎo)地位。不過(guò)，這種以永久性工程結(jié)構(gòu)代替竹籠工程的嘗試卻為后來(lái)都江堰工程的技術(shù)變革提供了前提。

（四）承前啟后期（20世紀(jì)30-80年代）

這里的承前啟后期是就都江堰的工程技術(shù)而言的，這一時(shí)期大致是從20世紀(jì)30年代開(kāi)始，到80年代結(jié)束。1935年，都江堪的魚(yú)嘴首先改用混凝土澆筑，魚(yú)嘴由此成為都江堰水利工程中第一個(gè)傳統(tǒng)工程結(jié)構(gòu)與現(xiàn)代水工結(jié)構(gòu)的結(jié)合物，此后，飛沙堰、魚(yú)尾、金剛堤等工程設(shè)施陸續(xù)釆用混凝土澆筑，意味著現(xiàn)代水利技術(shù)、建筑材料與古老的水利工程型式在都江堰這一水利工程上達(dá)成了調(diào)和，并且使都江堰重新煥發(fā)生機(jī)。與此同時(shí)，都江堰灌區(qū)的管理也出現(xiàn)新變化，以縣為單位的用水戶(hù)組織參與到灌區(qū)水政和工程管理中，各種水利會(huì)、堰工討論會(huì)等的成立，顯示出都江堰及灌區(qū)己經(jīng)開(kāi)始了現(xiàn)代水利管理的模式。1974年，隨著外江節(jié)制間的建成，以榪槎作為欄水工程設(shè)施的傳統(tǒng)工程結(jié)構(gòu)徹底地退出歷史舞臺(tái)，都江堰成為一處古老與現(xiàn)代、多種技術(shù)集于一身的持續(xù)發(fā)展的水利工程。最后回答題主的問(wèn)題，工程背景和目的以上交代了。至于其超乎尋常之處，對(duì)于學(xué)水利的：科學(xué)地解決了江水自動(dòng)分流、自動(dòng)排沙、控制進(jìn)水流量等問(wèn)題，針對(duì)岷江與成都平原的懸江特點(diǎn)與矛盾，充分發(fā)揮水體自調(diào)、避高就下、彎道環(huán)流特性，“乘勢(shì)利導(dǎo)、因時(shí)制宜”，正確處理懸江岷江與成都平原的矛盾，使其統(tǒng)一在一大工程體系中，變水害為水利。而非水利的：成都平原得益于此，人民從災(zāi)禍中解救出來(lái)，過(guò)上了富饒、巴適的生活。

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