工学水利工程毕业论文 论河流地貌在水利建设上的作用-以都江堰为例

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1、湖南师范大学本科毕业论文考籍号：XXXXXXXXX姓名：XXX专业：工学水利工程论文题目：论河流地貌在水利建设上的作用-以都江堰为例指导老师：XXX二〇一一年十二月十日摘要：本文重点论述李冰科学地利用地貌条件、弯道环流，河床平衡剖面和河流动力均衡原理，修建的都江堰工程质量高，效益好，千古不废的成功经验。关键词：都江堰河流地貌深淘滩1都江堰的沿革　　都江堰位于岷江中游的四川省都江堰市(原灌县)城西门外的玉垒山下，古称湔堰。都江堰北面有一岷江的支流叫白沙河，古称湔水，湔堰因此而得名。三国时，诸葛亮在都安县(即

2、原灌县导江铺)设堰官，继续保护、维修古堰、发展农业，故将湔堰改称都安堰。又因流经郫县地区的岷江称郫江，所以，宋代时又将都安堰改为今日的都江堰。都江堰自古至今发挥了排洪、灌溉的巨大作用，灌溉面积现已达一千万亩。2河流地貌在都江堰工程上的应用　　李冰在平原地形上，采用分流导江，筑堰引水方法修建都江堰时，合理利用地貌条件、河床形态对水流影响，成功地利用弯曲河床和分汊河床的发育规律指导工程建设，使工程建设建立在高度科学理论基础上，具体表现分析如下。2.1合理利用地貌条件选址　　古堰东部正是现在的成都平原，这个平原

3、形似一把张开的纸扇向东南倾斜，而都江堰市城西一带恰好处在扇形平原的顶端，海拔700多米(成都附近海拔400m左右)，居高临下。这种自然倾斜地形，是修建水利工程最有利的地形，它可以不打坝，只修堤，开渠引水灌溉。所以李冰合理利用了这个有利地形，确定在此修建都江堰。图1都江堰示意图SketchofDujiangyanproject2.2弯道环流对金刚堤、鱼嘴的建造作用　　都江堰工程由鱼嘴(分水堤)、飞沙堰(溢洪道)、宝瓶口(引水口)三大工程构成(见图1)。它们有机的组合，联合发挥了引水灌溉、排洪、排沙和减灾的巨

4、大作用。鱼嘴与金刚堤连在一起，位于江心，它们的建造和作用与弯曲河床形态有密切关系。金刚堤实质是岷江河床上的江心洲，鱼嘴位于金刚堤的顶端，形如鲸鱼之嘴巴，故名为鱼嘴。鱼嘴与金刚堤的共同作用是使岷江河床分汊，即分为内江和外江，所以鱼嘴与金刚堤是一个非常关键的工程。从分水堤与金刚堤位于河床中心位置分析，这个堤的建造，主要是李冰利用了河流的弯道环流的科学原理形成的。如现在的分水堤东侧是岷江凹岸，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。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

5、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——人工金刚堤和鱼嘴。金刚堤和鱼嘴的存在，使岷江主流在此成为分汊型河床。尤其鱼嘴的存在意义，在于发挥分汊河流的分水分沙作用，如冬、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，

6、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。显然，这是李冰掌握了分汊口即江心洲(金刚堤)和洲头(鱼嘴)的分水分沙特点，又利用了内江具有平面弯道环流泄水特性，创造的科学分水方法。2.3河流动力均衡原理的科学应用　　飞沙堰和宝瓶口的工程建设，科学地利用了河流动力均衡原理。飞沙堰位于金刚堤南端成一低矮的人工沙堤(实为一潜坝)，为什么飞沙堰要修在金刚堤南端?这是因为内江流水遇到虎头岩的撞击后自然形成涡流，这股涡流径直向西南方向(现在的飞沙堰位置)流去，多余洪流和泥沙也随之泄入外

7、江，可见这位置正是保证内江洪流和泥沙排泄的最佳方向和位置，因此，决定在金刚堤南端修建飞沙堰。飞沙堰的作用一是起排洪排沙作用，二是起挡水作用，保证内江水位始终保持在一定的高度上，以保证成都平原灌溉有足够的水量，如无此坝，内江水会大部分泄入外江，所以后人总结为正面引水，侧面排沙，但必须要求飞沙堰坝面要低。李冰根据河流动力均衡原理岁修内江的经验是“低作堰”。所谓低作堰，是指每年维修飞沙堰时，要保证飞沙堰始终保持在一定高度上，堰顶不能加固过高，即堰顶宜低不宜高。因为堰顶高了，造成排洪排沙不畅，使内江泥沙沉积加剧，

8、洪涝频繁，而堰顶低了，减少障碍，有利于排洪排沙。究竟堰顶低到什么标准合适，要根据宝瓶口的“水则”与灌区需水量的多少而定。现在的堰顶平于水则十五划(每划一市尺)是堰顶最合适的高度标准(现在飞沙堰的相对高度实为2m)。如果内江水位高出水则十五划，堰顶也高出水则十五划，对内江排洪不利，灌区就要闹水灾；相反，内江水位低于水则十五划，堰顶也低于十五划，内江大部分水流就会流入外江，灌区就缺水，影响灌溉农田，只有堰顶平于水则十五划，恰到好处