① 兩千年前世界最老最成功的水利工程都江堰是採用現代什麼樣的科學原理
都江堰的科學性在於,在當時工程施工設備、金屬製造、工程材料等比較落後的前提下,能充分利用自然地形和現有條件,巧妙的做到了現代水利工程所努力達到的興利除害、在保護的前提開發的理念,既做到了防洪、灌溉、排沙、抗旱等綜合功能要求,又不對自然環境做太大的改造和破壞。
都江堰渠首樞紐主要由魚嘴、飛沙堰、寶瓶口三大主體工程構成。三者有機配合,相互制約,協調運行,引水灌田,分洪減災,具有「分四六,平潦旱」的功效。
魚嘴分水堤:
「魚嘴」是都江堰的分水工程,因其形如魚嘴而得名,位於岷江江心,把岷江分成內外二江。西邊叫外江,俗稱「金馬河」,是岷江正流,主要用於排洪;東邊沿山腳的叫內江,是人工引水渠道,主要用於灌溉。
【點評】現代水利可以利用泄洪閘泄洪、攔河壩擋水灌溉,這與現代的金屬冶煉、加工技術,混凝土材料,大型施工機械等有利條件有關。在古代沒有這些有利條件的前提下,能做到泄洪和灌溉兩不誤,魚嘴的構思確實比較巧妙。
飛沙堰:
「泄洪道」具有泄洪徘砂的顯著功能,故又叫它「飛沙堰」。 飛沙堰是都江堰三大件之一,看上去十分平凡,其實它的功用非常之大,可以說是確保成都平原不受水災的關鍵要害。 飛沙堰的作用主要是當內江的水量超過寶瓶口流量上限時,多餘的水便從飛沙堰自行溢出;如遇特大洪水的非常情況,它還會自行潰堤,讓大量江水回歸岷江正流。另一作用是「飛沙」,岷江從萬 山叢中急馳而來,挾著大量泥沙,石塊,如果讓它們順內江而下,就會淤塞寶瓶口和灌區。 古時飛沙堰,是用竹籠卵石堆砌的臨時工程;如今已改用混凝土澆鑄,以保一勞永逸的功效。
【點評】水庫的排沙問題是現代水利界一個比較棘手的問題,尤其是中國的黃河上的水庫。都江堰的規模雖然沒有現代許多大型水庫的規模大,但是在當時技能想到這種辦法來解決泥沙淤積的辦法,可以說是在當時是比較先進的。
寶瓶口:
寶瓶口起"節制閘"作用,能自動控制內江進水量,是前山(今名灌口山、玉壘山)伸向岷江的長脊上鑿開的一個口子,是人工鑿成控制內江進水的咽喉,因它形似瓶口而功能奇持,故名寶瓶口。留在寶瓶口右邊的山丘,因與其山體相離,故名離堆。離堆在開鑿寶瓶口以前,是湔山虎頭岩的一部分。由於寶瓶口自然景觀瑰麗,有「離堆鎖峽」之稱,屬歷史上著名的「灌陽十景」之一。
【點評】現代水利工程一般都是通過控製取水閘的閘門開度來控製取水量,所以當時采利用瓶口的地形來控制流量,是一個創舉。
所以說,都江堰工程在當時某些條件有限的情況下,能做到現代水利工程所想做到的功能,是古代勞動人民的智慧,非常之了不起。當然並不是說都江堰工程的技術水平超過了現代水利技術,因為現代水利工程的規模已經和都江堰差別很大了。
② 李冰修築都江堰的方法,給了你什麼啟示
啟示:因地制宜,科學施工。充分順應地勢,李冰率領人民鑿開岷江與成都平原間的障礙玉壘山,從寶瓶口引岷江水入成都平原;在攔截江水保護堤岸方面,利用當地盛產的竹子和河裡的卵石作原料,製成榪槎,用來攔截江水;在修築時,李冰遵循「逢彎截角」的規律,以現在的科學流體學來看,水流在凸岸,水流速度快。在凹岸水流速度慢。
③ 都江堰的原理是什麼
都江堰水利工程位於成都平原西緣岷江由山谷進入平原的地方。在都江堰修建之前,雨季岷江河水沖入平原往往泛濫成災;雨水不足時,又會造成乾旱。為了變害為利,秦國蜀郡太守李冰主持修建了都江堰水利工程。
都江堰工程總的原理簡單來說就是「築壩分水,修渠引水」。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。都江堰主體工程包括魚嘴分水堤、飛沙堰溢洪道和寶瓶口進水口。
首先是修築寶瓶口引水工程,將岷江水流分為兩道,使岷江水流向東邊的成都平原,同時減少西邊的江水的流量,使西邊的江水不再泛濫,同時也能解除東邊成都平原的乾旱,灌溉那裡的良田。
寶瓶口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,為了使岷江水能夠順利東流且保持一定的流量,並充分發揮寶瓶口的分洪和灌溉作用,又在岷江中修築分水堰「魚嘴」,迫使大量江水流入寶瓶口。
魚嘴將江水一分為二:西邊稱為外江,它沿岷江河道順流而下;東邊稱為內江,它流入寶瓶口。由於內江窄而深,外江寬而淺,這樣枯水季節水位較低,則60%的江水流入河床低的內江,保證了成都平原的生產生活用水;而當洪水來臨,由於水位較高,於是大部分江水從江面較寬的外江排走,這種自動分配內外江水量的設計就是所謂的「四六分水」。
為了進一步控制流入寶瓶口的水量,起到分洪和減災的作用,防止灌溉區的水量忽大忽小、不能保持穩定的情況,李冰又在魚嘴分水堤的尾部,靠著寶瓶口的地方,修建了分洪用的平水槽和「飛沙堰」溢洪道,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。
(3)都江堰有什麼創新方法擴展閱讀:
都江堰是一個防洪、灌溉、航運綜合水利工程。
李冰採用中流作堰的方法,在岷江峽內用石塊砌成石埂,叫都江魚嘴, 也叫分水魚嘴。魚嘴是一個分水的建築工程,把岷江水流一分為二。東邊的叫內江,供灌溉渠用水;西邊的叫外江,是岷江的正流。
又在灌縣城附近的岷江南岸築了離碓(同堆),離碓就是開鑿岩石後被隔開的石堆,夾在內外江之間。離碓的東側是內江的水口,稱寶瓶口,具有節制水流的功用。夏季岷江水漲,都江魚嘴淹沒了,離碓就成為第二道分水處。
內江自寶瓶口以下進入密布於川西平原之上的灌溉系統, 旱則引水浸潤,雨則杜塞水門 (《華陽國志·蜀志》),保證了大約300萬畝良田的灌溉,使成都平原成為旱澇保收的 天府之國。都江堰的規劃、設計和施工都具有比較好的科學性和創造性。工程規劃相當完善,分水魚嘴和寶瓶口聯合運用,能按照灌溉、防洪的需要,分配洪、枯水流量。
為了控制水流量,在進水口 作三石人,立三水中 ,使 水竭不至足,盛不沒肩 (《華陽國志·蜀志》)。這些石人顯然起著水尺作用,這是原始的水尺。從石人足 和 肩 兩個高度的確定,可見當時不僅有長期的水位觀察,並且已經掌握岷江洪、枯水位變化幅度的一般規律。
通過內江進水口水位觀察,掌握進水流量,再用魚嘴、寶瓶口的分水工程來調節水位,這樣就能控制渠道進水流量。這說明早在2300年前,中國勞動人民在管理灌溉工程中,已經掌握並且利用了在一定水頭下通過一定流量的堰流原理。
④ 都江堰原理是什麼
都江堰原理是都江堰修建在岷江上游和中游之間,起到控制閥門的作用,不管是水流還是泥沙都可以很好地進行人為調節。而修建都江堰的作用就是進水、分水、泄洪,把水流的問題解決了,水患也就迎刃而解了。在上文中就有提到挖通了山體,山體成功開鑿以後就取名為寶瓶口,寶瓶口的出現使得岷江河流被分為了兩條,一條向東一條向西,順利實現了分流。
不過由於在東邊有玉壘山在,江水還是很難進入到寶瓶口中,那麼處於東邊的平原也就得不到水源的灌溉。李冰又在上游打造出一個小的閥門開關,這樣水流不僅可以流進寶瓶口還可以順著岷江一路向下。因為這個小閥門就像魚的嘴巴一樣,所以取名為魚嘴。
其他
小閥門的出現把岷江上游的江流又分為了東西兩條,往西邊的叫做外江,往東邊的叫做內江。內江的水可以直接可以流進寶瓶口,因為內江的地勢要比外江低,岷江水流從高處流往低處,那麼泥沙在流動的過程中大多就留在了外江,那麼內江也不會再出現泥沙堵塞的情況。但如果出現水流暴漲的情況,內江的水還是會造成水災,而大量的泥沙也會隨著水流來到內江形成堵塞。
為了防止出現洪水失控和解決泥沙堆積的問題,李冰又在寶瓶口和魚嘴的中間位置開出一條泄洪通道,修建了飛沙堰,把東邊的水流再次一分為二。就採用了上文中提到的竹籠裝石頭的方法,把飛沙堰搭建成一座堅硬的石牆。李冰成功地解決了水旱對人們的威脅,而且在建造工程時並沒有破壞自然資源,而是因地制宜,利用自然資源修建出令世人嘖嘖稱奇的水利工程。