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1、都江堰技术特点及发展研究摘要:通过对都江堰的修建和发展史的概述,可以了解到都江堰在2000多年历史之中的沧桑变化,以及都江堰在形式、技术上日臻完善的过程。都江堰的技术特点是和都江堰的枢纽布置联系起来的,通过对其技术特点的概述,可以了解到都江堰的整体概况、科学的运行方式以及人与自然和谐的现代理念。通过对都江堰现代发展的概述,看出都江堰从传统的水利向现代水利以及可持续发展水利转化过程,传承着人与自然和谐的治水理念。关键词:都江堰;技术特点;发展中图分类号:TB文献标识码:A文章编号:1672-3198(2012)19-0174-020引言
2、都江堰是世界水利史上一项伟大的水利工程,它具有着2000多年的历史,是科学与自然相结合的产物,是人与自然和谐的历史典范,也是以水利为主题的世界文化遗产之一。它是我国劳动人民智慧的结晶和象征,孕育出了汉唐之际的天府之国,充分表现出了独特的水工建筑艺术以及科学的理论机制。通过对都江堰工程的认识和研究,我们能够全面地理解并掌握传统与现代相结合的科学的治水理念。71都江堰的修建和发展史1.1都江堰的修建根据《史记?河渠书》记载:“于蜀,则蜀守李冰凿离堆,辟沫水之害,穿二江成都之中。此渠皆可行舟,有余则用溉浸,百姓享其利。”这是司马迁巡视天下之
3、后所记载下来的,也是有关都江堰最早的史书记载。在李冰主持下在离堆开凿宝瓶口,穿二江将岷江水引入成都平原。在当时的背景下,都江堰修建的目的和今天大不一样,当时秦为统一六国,频频战争,作为秦国后方的蜀郡,要为战争源源不断地提供粮食和兵源,都江堰的修建是在战争需求的刺激下形成的产物。1.2都江堰的发展历程经过两千多年的演变,现在都江堰的枢纽布置和结构与古时的都江堰有很大的差别,现在的都江堰利用了弯道环流原理,更加科学地实现了分水分沙的功能,但在秦汉时期,都江堰渠首相对来说比较顺直。历史上在岷江发生过很多次的特大洪水,河床在洪水的作用下发生了
4、巨大的演变,都江堰工程的枢纽布置也发生了很大的改变。都江堰最原始的渠首工程早已在洪水中消失,后来复建的渠首位置均有变化,历史时期都江堰在毁灭之后的重建工程并没有恢复原有的形式,都江堰经过上千年的演进,已经逐渐的成熟和完善。7在不同的朝代,都江堰也有着不同的命运。在宋代,根据《宋史?河渠志》的记载:“江道既分,水复湍暴,沙石填委,多成滩碛。岁暮水落,筑堤壅水上流,春正月则役工浚治,谓之穿淘。”可见对都江堰工程的重视。而在宋末元初,因为长期的战争使都江堰长达几十年的失修废弃,几乎所有工程荡然无存。南宋末年,成都平原经历了空前的战争劫难,宋
5、元之间战争连绵不断,在长期的战争中都江堰工程成为了牺牲品,在新的朝代建立之后都江堰工程又重新得到了改建。明末清初的连年战争期间,都江堰管理几乎完全中断,堤堰尽毁,沙石淤塞,再至康熙年间的大修,都江堰方才逐渐恢复,而全面恢复则经历了20多年。古时的都江堰在战乱中不断的遭受破坏和毁灭,又不断的被恢复,长期的演变完全改变了都江堰原有的面貌。水运系乎国运,水运也催兴国运。社会的稳定和发展促进了对都江堰的保护和发展;都江堰的完善和发展,又为社会的稳定和发展提供了保障。都江堰能屹立千年,也在于它能够依据这一历史法则,随着客观环境的改变,在技术上得
6、到不断的改善和进步。2都江堰的主要技术特点2.1四六分水7都江堰的第一次分水为内外江分水,分水比例可以概括为“四六分水”,这一项分水机制是通过鱼嘴和江心洲完成的。岷江在关口段江面狭窄,起到控制江水流向的作用。鱼嘴与外江保持一定的角度,随着岷江水的涨落,鱼嘴受淹没的程度也不同,通过对鱼嘴位置的选择可以实现对岷江水量的合理分配。中、枯水期岷江的流量小,天然江心洲韩家坝露出水面,主流在关口节点的控制下沿百丈堤下泄,绕过鱼嘴进入内江,内江处于“正面取水、侧面排沙”的水流形态,内江可以分得六成水,外江得到四成水,可以更充分的利用岷江的水灌溉;在
7、丰水期,韩家坝淹没过流,鱼嘴大部分被淹没,岷江主流相对顺直,且外江坡度大,流量也大,从而外江分得六成水,内江分得四成水,有效的防止汛期灌区受洪水的危害。根据实测资料,可以了解内外江分水的规律,当岷江流量小于500m3/s,内江水分得六成;当岷江流量大于7000m3/s,内江水分得四成。其分水口的布置情况见图1。图1都江堰枢纽布置图2.2宝瓶口分水,飞沙堰泄洪在宝瓶口通过口门宽度的限制,又一次有效的调节了进入灌区的水沙情况。宝瓶口相对内江比较狭窄,主要起引水作用,用时在汛期可以限制多余的洪水进入到宝瓶口。当内江流量较大时,宝瓶口的口门处
8、出现壅水现象,飞沙堰的泄流能力也会显著增加,根据实测资料,飞沙堰最大分流流量占内江洪水流量的70%-80%,图2的实测资料显示了随着内江流量的变化飞沙堰泄流能力以及宝瓶口引水流量的变化趋势,可以清楚的反映出飞沙堰对内江水