都江堰水利工程的工作原理讲解

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(约公元前256~前251) ，由分水鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口等部分组成。

这是全世界迄今为止，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，凝聚着中国古代汉族劳动人民勤劳、勇敢、智慧的结晶。

都江堰水利工程最关键的渠首枢纽由鱼嘴分水堤、飞沙堰泄洪道、宝瓶引水口组成。鱼嘴位于三大工程之首，是岷江上的分水堤，因头部状如鱼嘴而得名 ；右侧外江为岷江正流，主要用于泄洪排沙，左侧内江主要用于引水灌溉；利用岷江弯道和沿江地形，枯水期时内江自然分水六成，外江约分四成，洪水期时，内外江进水比例自动颠倒，这就是都江堰“分四六、平潦旱”的神奇功效。金刚堤把岷江水一分为二，西面岷江原有的河道是外江，东面人工开凿的河道，叫作内江。飞沙堰建在金刚堤尾部，是内江上的泄洪道，具有泄洪飞沙的功能。宝瓶口长 40 米，底宽17米，是从玉垒山伸向岷江的长脊上凿开的一个进水口，其形前窄后宽状如大瓶，控制流向成都平原的内江水流量，确保成都平原防洪安全，故名“宝瓶口”。 
 

二、主体工程

1宝瓶口

首先，李冰父子邀集了许多有治水经验的农民，对地形和水情作了实地勘察，决心凿穿玉垒山引水。当时凿山可没有我们今天这么方便，计算炸药量和埋放位置，把石头拉走就行了。按当时条件，只能用钢钎和铁锤，而采用这样的方式，凿开湔山至少需要三十年。李冰在这种情况下，居然想出了火烧水浇的方式，利用热胀冷缩的原理使岩石迸裂疏松，进而开凿。历经八年，终于在玉垒山凿出了一个宽20米，高40米，长80米的山口，取名为“宝瓶口”，把开凿玉垒山分离的石堆叫“离堆”。

之所以要修宝瓶口，是因为只有打通玉垒山，使岷江水能够畅通流向东边，才可以减少西边的江水的流量，使西边的江水不再泛滥，同时也能解除东边地区的干旱，使滔滔江水流入旱区，灌溉那里的良田。这是治水患的关键环节，也是都江堰工程的第一步。

2鱼嘴与金刚堤

宝瓶口引水工程完成后，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，李冰父子又率领大众在离玉垒山不远的岷江上游和江心筑分水堰，用装满卵石的大竹笼放在江心堆成一个形如鱼嘴的狭长小岛。鱼嘴把汹涌的岷江分隔成外江和内江，外江排洪，内江通过宝瓶口流入成都平原。

金刚堤是鱼嘴后部延伸向下游至飞沙堰溢洪道的大堤，长800米，宽75~120米，起着隔江逼水的作用。

从分水堤与金刚堤位于河床中心位置分析，这个堤的建造，主要是利用了河流的弯道环流的原理形成的。其东侧是岷江凹岸,也正是内江流经的部位,西侧是岷江的凸岸,也正是外江流经的部位。这里的弯道环流的表流流入凹岸,把凹岸被侵蚀的和过境的大量泥沙,由环流的底流再搬运到凸岸堆积成遇回扇,其中一部分泥沙在江心堆积形成规模宏大的江心洲(金刚堤),泥沙在洲头不断堆积、延伸,加之人工不断对它们修筑、加固和保护,形成今日之天然分水堤。

二八分沙：在鱼嘴分流的地方，内江处于凹岸，外江处于凸岸，根据弯道的水流规律，表层水流流向凹岸，底层水流流向凸岸，因此随洪水而下的砂石大部分随底层水流流向外江。

四六分水：在冬、春枯水季节，岷江水位较低，河流主流线多靠近河谷凹岸流去，分水堤将约十分之六的江水流入内江，十分之四的江水流入外江，保证了灌区的用水量，简称“四六分水”；夏、秋洪水季节，岷江水位相对升高，河流主流线相对变直，大部分江水流向凸岸，故分水堤又将十分之六的江水排入外江，十分之四的江水注入内江。

3飞沙堰

为了进一步起到泄洪排沙的作用，在分水堰与离堆之间，又修建了一条长200米的溢洪道流入外江。一方面，在水量较大时，溢洪道自动泄洪，使多余的内江的水排入外江正流使内江不受洪灾。另一方面，河道利用江水直冲水底崖壁而产生的漩流冲力，将泥沙从河道侧面的飞沙堰排走，这样便不会淤塞内江和宝瓶口水道，故取名“飞沙堰”。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。

以下是其他附属工程的功能，

工程完工后，前人（一说为李冰，尚未确凿证据）还总结出了一套科学的维护制度，其中最精华的六个字广为人知——深淘滩，低作堰。“深淘滩”中的“滩”，指的是凤栖窝(也就是飞沙堰对面淤起的浅滩)的一段河床，每年洪水过后这里会有沙石淤积，必须岁岁勤修。“深淘滩”就是指每年岁修时，河床淘沙要淘到一定深度，淘得过深，宝瓶口进水量偏大，会造成涝灾；淘得过浅，宝瓶口进水量水量不足，难以保证灌溉。为此，相传李冰才在河床下埋石马，作为深淘标志。“低作堰”是指飞沙堰在修筑时，堰顶宜低作，便于排洪排沙，起到“引水以灌田，分洪以减灾”的作用。