都江堰水利工程

伟大的奇迹

jiang xin di li

一

工程修建背景

岷江发源于四川北部的岷山，是汇入长江的重要支流之一。岷江口是长江中上游的分界点，岷江水流量大、流速湍急。每当春夏山洪暴发的时候，江水奔腾而下，从灌县进入成都平原，由于河道狭窄，古时常常引发洪灾，洪水一退，又是沙石千里。而灌县岷江东岸的玉垒山又阻碍江水东流，造成东旱西涝。

公元前316年，秦惠文王采纳了大将司马错“得蜀则得楚，楚亡则天下定矣”的军事主张，举兵灭掉了蜀国。

公元前280年的秋天，秦灭蜀30年后，大将司马错在蜀国的首府成都齐集10万人马，以一万艘战船的浩荡之势从岷江上游出发，顺水进入长江，南下东攻楚国，然而在夺取了楚国的商於，也就是今天的重庆涪陵之后，军队却因为粮草和兵马不能及时补充，在商於陷入了瘫痪，无法继续深入楚国，这次战争的失败暴露了秦国利用蜀国作为攻楚跳板的缺陷。（ 匠心地理公众号整理）因为当时训练士兵，打造兵器，征集军需物资，主要是在蜀国的中心成都，可是造船和起运却要在岷江上游的汶山进行，兵马从成都到岷江运输码头至少要经过50多公里的陆路行进，粮草从成都出发也需要数以百万计的劳工经过沿途装卸的艰难才能到达码头，这样一来就很难在作战中及时的补充兵员和物资。

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公元前272年，30岁的秦国人李冰奉秦昭王之命，一路艰险来到蜀郡担任郡守，按照秦国的耕战文化和司马错的军事思想，这位青年郡守要把自己的属地建成秦国统一天下的战略基地，而当时秦楚两国也已形成了剑拔弩张的对立局面，所以把岷江改道，引水经过成都，使其真正成为一条战争补给线的计划实施，最终历史性地落在了他的肩上。

所以，当时都江堰工程根本目的不是当局者利国利民的考虑，而是军事需要。

二

工程主体

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。（ 匠心地理公众号整理）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。

三

补充：弯曲双分汊河型

当你看到今年高考湖南卷的第19题时，你会惊喜的发现，关洲岛年内流量常出现南、北河道主次变更现象和都江堰水利工程有着异曲同工之处！

看题！

（2021年湖南卷）

19．阅读图文材料，完成下列要求。（14分）

关洲河段位于长江中游，上距三峡坝址约100千米，属于弯曲双分汊河型。关洲岛把关洲河段分为南、北河道。某地理科研团队研究发现，1万年以来关洲岛地层沉积物颗粒从下部到上部呈现细—粗—细的分布，分别对应了该河段河道变迁的三个阶段。目前，关洲河段南、北岸分别为石质和土质河岸。图8示意关洲河段河道变迁和地貌演化。图9示意关洲河段南、北河道年内流量分流比。

图8

图9

注：19题为原试卷题号

（1）根据关洲岛地层沉积物颗粒分布特征，指出关洲河段三个阶段的流速变化并分析该河段由单一型河道变为双分汊型河道的过程。（6分）

（2）研究发现，关洲河段年内流量常出现南、北河道主次变更现象。据此推测关洲河段南、北河道的特征。（4分）

（3）有人认为未来关洲岛会向北相对移动，你是否赞同？表明你的观点并说明理由。（4分）

【答案及解析】

（1）流速变化：慢-快-慢(先由慢到快再由快到慢)。变化过程：（早期。河漫滩地处河湾凹岸，与陆地相连）随着流速加快，长江加剧侵蚀南岸河漫滩，夺车阳河下游河道东流，原河漫滩残余部分形成水下浅滩，长江河道继续南迁，流速减慢，水下浅滩因泥沙沉积出露水面形成江心洲，使此段河道变为双分汊型河道。

解析：关洲岛地层沉积物颗粒分布为细—粗—细，河流流速越快，携带能力越强，较细的颗粒物会被携带至下游，沉积的颗粒物较粗，由此可推测流速为慢—快—慢。

由第一张图可知，车阳河为长江的支流，汇入长江中形成了狭长的河滩；由第二图可知，长江在该段中凹岸侵蚀，切穿了河滩，形成水下浅滩；由第三图可知，水下浅滩不断堆积，露出水面形成关洲岛，由此形成了双汊河道。

（2）北河道相对宽而浅，河岸较缓，易于洪水期过水；南河道相对窄而深，河岸较陡，对枯水期进流更有利。

解析：由图9可知，当流量小时，南河道为主河道，流量大时，北河道为主河道。由此可以推测南河道相对窄而深，河岸较陡，对枯水期进流更有利（南河道处于凹岸，流水侵蚀作用强，导致河道窄而深）；北河道相对宽而线，河岸较缓，易于洪水期过水（北河道处于凸岸，流水沉积作用明显，导致河道宽而浅）

（3）赞同。长江北岸(凸岸)维续淤积，向南扩展:上游水库蓄水减少洪水对北河道冲刷，北河道淤积大于侵蚀；上游水库蓄水拦沙使南河道冲刷严重，南河道侵蚀大于淤积，岸滩崩塌后退，关洲岛距离长江南岸越来越远。

不赞同。长江南岸为石质河岸，抗侵蚀能力较强:护岸工程建设，稳固长江南岸；上游水库蓄水拦沙，该河段冲淤平衡，关洲岛位置相对稳定；关洲岛南岸为凸岸，不断游积，北岸为凹岸不断蚀退，关洲岛距离长江南岸越来越近。

解析：岛屿是否向某方向移动从侵蚀和沉积角度考虑，侵蚀强的一侧会后退，沉积强的一侧会不断扩展。

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