都江堰的水利奇蹟:從四六分水到二八分沙,千年不淤的工程智慧

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這次收到來自都江堰的明信片,想到之前看過的介紹,令人嘆為觀止,再把資料挖出來,並分析、理解、整合後,完成這次的介紹,讓我們看下去吧!


沒有水閘、沙卻會飛、水還自己分?揭開都江堰千年不淤的祕密 !

🌊 都江堰介紹與其精妙機制解析

都江堰所分流的是岷江水,其水利工程最令人驚嘆的核心原理即是:「四六分水、二八分沙」

這套設計巧妙地結合了自然地勢與水流動力學,使得都江堰不僅能有效灌溉成都平原、穩定水源、排洪防汛,更能自動排沙,維持千年運作而不淤塞。整體工程主要由三大部分組成:魚嘴、寶瓶口、飛沙堰


🐟 魚嘴:分水分沙的第一站

魚嘴是位於岷江轉彎處,像一個凸出的「V字型分水堤」。這裡是水流進入成都平原的第一道關卡,依靠河流凹岸與凸岸的特性來實現分水與分沙:

  • 凸岸(外江):水道較寬淺,主要用來排洪,尤其在汛期能迅速排出大量水量。
  • 凹岸(內江):水道較深且窄,是灌溉與生活用水的主要來源。枯水期時,深水道能保留更多水流,確保穩定供水。

而透過內外江河面的寬淺深度,可以根據季節與水量變化自動調整分水比例:汛期時外江會排出60%的水,內江保留40%,以防氾濫成災,枯水期則會在內江保留60%的水,外江排出40%,避免灌溉用水與民生用水不足。

此外,水流在轉彎處自然產生離心力,使得水流更傾向流入內江,而泥沙則偏向外江聚集,這樣的設計自動實現:

  • 💧 四六分水(依季節變動)
  • 🏖 二八分沙(80% 沙被排入外江)


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🧱 寶瓶口:水流調控的閘口

經過魚嘴後,水會流入被稱為「寶瓶口」的通道。據傳是人工鑿穿山壁所成,外形狹窄,如瓶口,得名「寶瓶」。

寶瓶口是都江堰最早完成的部分,它的作用是:

  • 控制內江的水流量,防止水太多淹入成都平原。
  • 在大水時期,配合魚嘴與飛沙堰發揮「雙重防洪」效果。
  • 此外,成都平原內部也設有多個小型「魚嘴」,實現層層分水,讓灌溉網絡廣泛分布。


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🌪 飛沙堰:排沙與洩洪的關鍵機制

飛沙堰位於寶瓶口前方,是一座只比河面高出約兩公尺的矮堰,作用主要有三:

  1. 🌊 水小時自動分流:正常水量時,水流會自然流過堰體,進入內江。
  2. 💥 水大時洩洪:洪水來時,水會「飛」越堰體,回流至外江,防止內江氾濫。
  3. 🌀 強流回旋排沙
    • 當水流撞上寶瓶口,會產生強烈回旋。
    • 離心力將沙石「拋飛」至飛沙堰上,隨後排出外江,這就是「飛沙」的由來!

只需人工定期清理少量殘餘沙石,便可長期維持暢通。這樣的結構,實現了最省人力、最省資源的水利維護。

總結:古人智慧,千年傳承

都江堰之所以能使用兩千多年而不失效,正是因為它:

  • 順應地勢,借力使力,非強行改造自然。
  • 自動分水、分沙、防洪、灌溉,降低人力維護成本。
  • 將工程與自然融合,實現了人與自然的和諧共生。

每年枯水期,當地人仍會整修都江堰,清理淤積與檢查結構強度。這項工程讓成都從易氾濫的盆地,變成了「天府之國」,證明古人的水利智慧堪稱永續設計的典範。

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以上圖片皆取自網路



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