都江堰是世界文化遺產(2000年被聯合國教科文組織列入"世界文化遺產"名錄)、世界自然遺產(四川大熊貓棲息地)都江堰水利工程坐落在成都平原西部的長江支流岷江的中游,由於這裡是岷江流出第一級階梯橫斷山區後進入成都平原的位置,水量大,流速快,歷史上多洪澇災害。
於約公元前256~前251年建成的都江堰水利工程 由分水魚嘴、飛沙堰、寶瓶口等部分組成。兩千多年來一直髮揮著防洪灌溉的作用,使成都平原成為"天府之國",這是全世界迄今為止,年代最久遠、唯一留存且仍在使用的以無壩引水為特徵的水利工程。是中國古代漢族勞動人民勤勞、勇敢、智慧的結晶。
都江堰無壩分水,設計之巧妙,是最最讓後人驚歎的地方!
我們先來看一下都江堰的平面示意圖
堰與堤壩的基本區別在於:
堤:須保證水只能被分流,但江水無法漫過;
堰:枯水季節可做攔水、調水用,豐水季節又可讓過多的江水自動漫過,保證內江不會水量過大導致洪澇災害。
魚嘴、飛沙堰、寶瓶口
都江堰水利工程是世界上最古老的,
並且至今還在發揮作用的偉大工程,
它利用地形與水勢、以魚嘴、飛沙堰、寶瓶口三大工程,
解決了洩洪、排沙兩大難題。
寶瓶口所起到的作用就是約束進入成都平原的水量,
如果遇到洪水時期,大量的水被寶瓶口阻攔,
水面就會上升,當水面超過旁邊的飛沙堰時,
就會被飛沙堰後面的排洪渠排往外江,達到二次排洪。
李冰父子在修建都江堰時,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”。
之所以要修寶瓶口,是因為只有打通玉壘山,使西邊的江水不再氾濫,同時也能解除東邊地區的乾旱,這是治水患的關鍵環節,也是都江堰工程的第一步。
寶瓶口
分水魚嘴的修建
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,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,修建者李冰在開鑿完寶瓶口以後,又決定在岷江中修築分水堰,將江水分為兩支:一支順江而下,另一支被迫流入寶瓶口。由於分水堰前端的形狀像一條魚的頭部,所以被稱為“魚嘴”。
魚嘴分流江水“水量內四外六”原理示意圖
都江堰的第一道水利工程是魚嘴,
它修建在岷江的彎道處,
洶湧的水流到了這裡會被這道“分水堤”分為內江和外江,
只有內江水可以進入成都平原。
由於內江窄而深,外江寬而淺,這樣枯水季節水位較低,則六成的江水流入河床低的內江,四成水排在江外,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,水流會大量衝向河流彎道的內測,也就是外江,又因為外江修建得比較寬,所以會有6成水排往外江,四成水進入內江,這樣保證了進入成都平原水量的穩定。這種自動分配內外江水量的設計就是所謂的“四六分水”。
按河床高低排沙
此外,內江入口處,河床凹陷,
而外江入口處河床凸起,按照水流的自然規律,
澄澈的表層水流向凹地,渾濁的底層水流向凸地,
所以,很大一部分的沙石都會被外江帶走。
從魚嘴進入內江的水流已經不再那麼洶湧,
但依舊攜帶大量沙石,這時候就需要飛沙堰發揮作用了,
飛沙堰是內江外側的一道低矮堰壩,
內江水已巨大的衝擊力流到此處,
會被飛沙堰旁邊狹窄的寶瓶口所制約。
寶瓶口“引清排濁”原理示意圖
飛沙堰二次淘沙
加上離堆的頂託作用,
在飛沙堰附近形成漩渦,
水中剩餘的沙石大量被漩渦甩出飛沙堰,
其餘的沙石在飛沙堰對面的回水區鳳棲窩沉澱,
每年有河工掏出清理,
這樣就有效的防止了泥沙淤積導致的河流潰堤。
飛沙堰
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,故取名“飛沙堰”。
飛沙堰採用竹籠裝卵石的辦法堆築,堰頂做到比較合適的高度,起一種調節水量的作用。當內江水位過高的時候,洪水就經由平水槽漫過飛沙堰流入外江,使得進入寶瓶口的水量不致太大,保障內江灌溉區免遭水災;同時,漫過飛沙堰流入外江的水流產生了遊渦,由於離心作用,泥砂甚至是巨石都會被拋過飛沙堰,因此還可以有效地減少泥沙在寶瓶口周圍的沉積。
再來綜合瞭解一下都江堰工程示意圖
都江魚嘴,也叫分水魚嘴。它昂頭於岷江江心,包括百丈堤、榪槎、金剛堤等一整套相互配合的設施。其主要作用是把洶湧的岷江分成內外二江,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。
飛沙堰溢洪道又稱“洩洪道”,具有瀉洪、排沙和調節水量的顯著功能。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,讓大量江水迴歸岷江正流。飛沙堰的另一作用是“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。
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佈於川西平原之上的灌溉系統, 旱則引水浸潤,雨則杜塞水門 ,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”。
請參照都江堰工程原理視頻做進一步的瞭解和學習吧!
另:都江堰的美景
青城山下可否還有白娘子的傳說?
都江堰夜景
都江堰古城區夜景
都江堰地圖
高中地理這樣考
龍溪河流域位於我國四川省都江堰市西北部,龍溪河向南匯入岷江,屬於岷江水系的一級支流。下圖是不同年份該流域植被覆蓋度分級統計圖。據此完成1-3題。
1.據圖判斷,下列時間段,該流域發生滑坡、泥石流災害概率最大的是( )
A.2007年以前
B.2007~2010年
C2010~2014年
D.2014年以後
2.該流域( )
A. 河谷橫剖面多呈“U”形 B. 水力資源貧乏
C. 流水堆積作用明顯 D. 流水侵蝕作用明顯
3.若該流域實行梯級開發,則會( )
A. 使岷江水量的季節變化減小
B. 為南水北調中線提供更多的優質水源
C. 減輕對當地生態環境的危害
D. 限制鍊鋁等高耗能工業的發展
答案解析:
1.B 2.D 3.A
【分析】
1.植被覆蓋度越高,滑坡、泥石流災害發生的概率越小。根據年份,該流域植被覆蓋度變化在2007~2010年降低,可能受自然災害或人類活動影響。所以該流域發生滑坡、泥石流災害的概率最大的是2007~2010年,B對。2007年以前、2010~2014年、 2014年以後植被覆蓋度較高,發生滑坡、泥石流災害概率較小,A、C、D三項錯。
2.根據材料,該流域位於岷江水系上游,地勢起伏大,流水侵蝕形成V形谷,A錯。屬於亞熱帶季風氣候區,夏季降水較多,河流徑流量大,水力資源豐富,B錯。河流上游落差大,水流仇,流水侵蝕作用明顯,堆積作用不明顯,C錯,D對。
3.該河流實行梯級開發,需要修建水庫,水庫具有調節功能,使該河流水量的季節變化減小,A對。南水北調中線工程的水源地是丹江口水庫,位於漢江,B錯。實行梯級開發,工程建設可能會帶來一些生態環境問題,C錯。實行梯級開發,流域內水電充足,利於促進鍊鋁等高耗能工業的髮屋,D錯。
秦國蜀郡守李冰,在岷江中游修築都江堰。這個工程採取中游作堰的方法把岷江水分為內江和外江。內江供灌溉,外江供分洪,控制了岷江激流,使水勢轉為平緩,既免除了水災,還能灌溉300多萬畝農田。讀都江堰內外江模擬景觀圖(下圖),回答4-5題。
4.都江堰把岷江水分為內江和外江,關於內江和外江枯水期水流速度的分析正確的是( )
A.內江處於凹地,枯水時水流速度快
B.內江處於凸地,枯水時水流速度快
C.外江處於凹地,枯水時水流速度快
D.外江處於凸地,枯水時水流速度快
5.從人文景觀的建造對自然影響所體現的思想看,下列人文景觀與都江堰相同的是( )
A.金字塔 B.三門峽水電站
C.坎兒井 D.阿斯旺大壩
答案解析:
4.A 5.C
【考點】凸岸、凹岸理論,景觀與自然環境的關係。
【分析】
4.讀圖,圖示反映枯水時期,內江位於凹岸,即題目中描述的凹地,此時內江江面狹窄,水位較外江深,故水流較急;此時外江位於河流凸岸,河床較高,水位較淺,故水流較內江緩。B、C、D三項錯,故選A項。
5.都江堰的建設反映了人類順應自然環境,因地制宜的思想。“坎兒井”反映新疆人民順應當地乾旱的自然環境,利用地下暗渠引水灌溉的工程,同樣體現了因地制宜的思想。故選C項。