這裡是川藏北線第一站,本來只是打算“看看”都江堰就走,但是在我看的過程中,腦中呈現無數的疑問和好奇。為了解大腦中的疑問,所以在這裡逗留了幾日,從各個角度去“看”都江堰、通過各種方式去找尋答案……
本文僅介紹都江堰一地,內容偏科普,可能會有些乾巴,為了更加深入淺出加深記憶,這篇就用問答的形式來寫。我覺得當你看過這篇科普類遊記以後再去造訪都江堰,一定會有不同的感覺,寫的不好還望諒解。
1:都江堰的地理位置在哪?
四川盆地西部的成都平原。
成都市以西50KM的都江堰市。
岷江中上游分界點,都江堰是岷江中上游分界線。
2:都江堰的修建者是誰?
不是大禹!不是李春!
是秦蜀郡太守李冰,春秋戰國著名水利工程師。關於李冰的身世記載很少,有一說法他是山西人。
中學歷史書所寫是“李冰父子”。但是李冰很可能就沒有兒子!李冰的兒子叫李二郎,歷史記載少之又少,很大可能就是虛構人物。
3:都江堰產生了什麼作用?
主要作用有兩方面:引水灌溉和治理水害。
引水灌溉:岷江是長江流量最大的支流,是成都平原重要的水系,但是在都江堰建成之前,成都平原北部因為得不到河流灌溉而相對乾旱,都江堰的建成將岷江近半的水量引至乾旱區域,灌溉面積超5000平方公里,使得成都平原逐漸成為重要的農產區,被譽為天府之國,都江堰可以說是天府之源。
▼左側為外江,右側為內江。
都江堰把岷江分成了兩條:內江和外江
內江又分成5條支流流向成都平原:蒲陽河:流經都江堰市的蒲陽鎮到彭州市,主要灌溉成都平原東北方向胥家河:流經都江堰市的胥家鄉天馬鎮到達成都郫縣走馬河:流經郫縣到成都,過了郫縣叫清水河,到了成都叫錦江柏條河:流向成都,到達成都叫府河江安河:穿過都江堰市流向外江外江:過了都江堰叫金馬河,流經溫江區、新津縣、彭山縣、眉山市、樂山市、到達宜賓市流入長江。
▼下圖都江堰市區,可以看到內江逐漸分流向不同方向流去。
治理水害:岷江流量大,攜帶泥沙淤泥也很多,在都江堰建成之前,岷江流域在豐水期極易發生洪澇災害(南邊洪澇,北部乾旱),因為都江堰將岷江近半水量分流,使得岷江干流水量大大減少,這也大大降低了岷江干流流域發生洪澇災害的可能性。
▼岷江被都江堰一分為二
4:為何稱都江堰是“偉大的奇蹟”。
都江堰並不是一個簡單的水利設施,可以說是世界水利工程的鼻祖!它是地球上唯一沿用兩千年的水利設施,看似簡單的結構即使是放到現在也是處在水利科技樹的頂端位置。如果現代要複製一個都江堰,依舊要進行大量的計算、實驗,可都江堰是2000年前所建成的,很難想象當時是如何完成的(李冰是穿越者?)。
都江堰建成之後,成都平原成了千里沃野的天府之國,在中國歷史上有著舉足輕重的地位!
▼看上去只是簡單的分流,但是其中包含了物理學、數學、流體力學…
5:都江堰是軍事設施?
“得蜀則得楚”這是秦大將司馬錯的軍事主張,當時的秦國皇帝秦惠文王嬴駟採納了建議,於公元前316年秦國率軍南下走金牛道,巴蜀在慌亂之間便被滅國。
隨後在公元前280年,司馬錯率隴西部隊,集結蜀地(成都),從蜀地沿長江攻楚,但是那時蜀地還不是天府之國,再加上補給線的原因,這次進攻停滯了。
這次攻楚暴露出了從蜀地作為跳板攻擊楚國的一些問題,比如航運?糧草補充?隨後公元前250年左右李冰在此任郡守期間修建了都江堰,都江堰的修建使得成都平原為秦國提供大量的糧草供應,為其滅楚提供了保障,但是之後的秦滅楚之戰,都江堰並沒有發揮太大軍事航運作用。
▼這是秦滅蜀國後戰國七雄大致版圖,
6:都江堰是如何分水?
下圖可以看出都江堰的基本結構和各部位名稱,記一下重要部位的位置方便後續閱讀(魚嘴,寶瓶口,離堆,飛沙堰,玉壘山,內江,外江)
都江堰往上游,大多是山體,在都江堰往下游是岷江的泥沙沖積平原。
分水從魚嘴部分開始,作為第一級分水,魚嘴將岷江分為內江河外江,右為外江,左為內江,內江為引水河道,引岷江水至寶瓶口。
豐水期內江引岷江40%水量,60%的水繼續走岷江;枯水期則是內江引60%的水量保證成都平原的灌溉需求。
7:如何保證豐水期和枯水期的水量?
引水至內江很簡單,河床低一些就可以了,水往低處流嘛,但是洪水來了不都湧進內江了?這樣會不會造成內江洪澇?
兩千年的時間證明了即使洪水來了內江也不會內澇,這是因為李冰將外江闊寬了一些。洪水期洪峰到來時水流會更加湍急,慣性使得岷江水朝著更寬一側的外江湧去,內江並不會受到太大影響。
而在枯水期,水流放緩,會有更多的江水朝著河床低一些的內江流去,保證成都平原的供水。
李冰通過調整寬度和深度,完美的實現了都江堰引水灌溉和防災洩洪的功能。
對於洪峰,李冰還做了多重保障,第一道保障就是寬度深度的設定,第二道防線便是飛沙堰,由於這個彎道的存在河水會有向心力,洪峰進入內江後會因為向心力的作用再次衝進外江。
8:都江堰如何實現排沙?
與治水相伴的通常還有治沙,如果不處理泥沙,任由其堆積在河道內抬高河床,日久天長必定會發生洪澇災害,著名的案例就是黃河!
都江堰能造福兩千多年,很大的原因是解決了排沙這個水利難題(現在都有很多水利設施解決不了,比如三門峽,當然泥沙量也不是一個級別)。
李冰為此設計了多次排沙,第一次排沙是魚嘴,大部分泥沙會被分流至外江。
第二次如下圖所示(中間下邊),名叫飛沙堰,在豐水期,洪峰到來時泥沙會被湍急的江水直接推向外江。(枯水期河水帶不動大量泥沙,不用擔心大量泥沙進入內江)
9:寶瓶口的位置有何特殊之處?
可以出河道是在山石中開鑿出來的,而河道再往前不遠就可以繞過山體,為什麼李冰要費時費力開山呢?
這裡可以看作是最後一道防線,類似魚嘴的作用,洪峰在這裡會經歷第三次排洪!右側可以看到河床,河床繼續流就又進到了岷江!
▼左側玉壘山,右側小樓是離堆。
還有一個重要原因,第三次排沙!這個涉及到流體力學,能簡單的看懂,但是無法描述…自己理解一下吧
10:都江堰如何建造?
秦昭襄王五十一年(公元前256年),秦國蜀郡太守李冰和他的兒子,吸取前人的治水經驗,率領當地人民,主持修建了著名的都江堰水利工程。都江堰的整體規劃是將岷江水流分成兩條,其中一條水流引入成都平原,這樣既可以分洪減災,又可以引水灌田、變害為利。主體工程包括魚嘴分水堤、飛沙堰溢洪道和寶瓶口進水口。
首先,李冰父子邀集了許多有治水經驗的農民,對地形和水情作了實地勘察,決心鑿穿玉壘山引水。由於當時還未發明火藥,李冰便以火燒石,使岩石爆裂,終於在玉壘山鑿出了一個寬20公尺,高40公尺,長80公尺的山口。因其形狀酷似瓶口,故取名“寶瓶口”,把開鑿玉壘山分離的石堆叫“離堆”。
安瀾索橋又名“安瀾橋”、“夫妻橋”。始建於宋代以前。位於都江堰魚嘴堤之上,被譽為“中國古代五大橋樑”之一,是都江堰最具特徵的景觀。索橋以木排石墩承託,用粗竹纜橫掛江面,上鋪木板為橋面,兩旁以竹索為欄,全長約500米。明末(公元17世紀)毀於戰火。現在的橋為鋼索混凝土樁。
寶瓶口引水工程完成後,雖然起到了分流和灌溉的作用,但因江東地勢較高,江水難以流入寶瓶口,李冰父子又率領福斯在離玉壘山不遠的岷江上游和江心築分水堰,用裝滿卵石的大竹籠放在江心堆成一個形如魚嘴的狹長小島。魚嘴把洶湧的岷江分隔成外江和內江,外江排洪,內江通過寶瓶口流入成都平原。
為了進一步起到分洪和減災的作用,在分水堰與離堆之間,又修建了一條長200公尺的溢洪道流入外江,以保證內江無災害,溢洪道前修有彎道,江水形成環流,江水超過堰頂時洪水中夾帶的泥石便流入到外江,這樣便不會淤塞內江和寶瓶口水道,故取名“飛沙堰”
多重排沙洩洪的設定,保障了都江堰既能造福當下,又能利於千秋,再次懷疑李冰是穿越者
看完了上面的文字介紹,再來回顧一下這張圖,是不是有豁然開朗的感覺?
記一下重要的幾個部位,比如魚嘴、內江外江、飛沙堰、寶瓶口,再來看一下視訊。(視訊沒做後期加工,湊合看吧
)
我本人非水利專業,對水利不甚了解,內容很多都是引用水利大佬們的一些期刊、論文以及各路大神的猜想和推測。
濃縮一堆“資料”,再加上重新組織語言,肯定會有一些小錯誤,還望指正,感謝。
李可可、黎沛虹《都江堰--中國傳統治水文化的璀璨明珠》
李可可《分疏治水的成功典範》
上海科學教育電影製片廠《都江堰》