都江堰鱼嘴分水原理

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都江堰鱼嘴分水原理

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,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。

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