都江堰为何难以复制？

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都江堰为何难以复制？

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余秋雨学生在旅游都江堰、青城山后写下了这样一句话，“拜水都江堰，问道青城山”。我国山水泛滥，各有不同，成都地域的山水文明可见一斑。都江堰作为成都平原地域首要的水利工程，从开始至今曾经运作两千年，造福不少先人。

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既然都江堰成效如斯凸起，为什么中国历代王朝没有在全国规模内大批复制都江堰这类水利工程呢？
都江堰的基本功用就是防洪和灌溉
岷江，乃是长江下游的首要干流，历史上乃至一度被以为是长江正源。
其全长十二79千米，流域包孕四川阿坝、成都、乐山、宜宾等首要城市，是四川境内一等一的大江。而都江堰，正益处于岷江从四川盆地西部山脉进入成都平原的症结点上。

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因为都江堰此处的岷江江水刚刚从宏大山区流出，所以都江堰的岷江江段落差大、水量高。上古之时，一到夏季洪水众多，成都平原立时就变为千里泽国，人畜无存。
公元前250年摆布，即距今约2300年前，李冰奉秦国朝廷之命任蜀郡太守。尔后李冰父子在岷江进入成都平原入口处开山凿石建筑都江堰，化腐烂为神奇，将岷江由害变利，培养了今后2000多年的“天府之国”。
如下图所示，全部都江堰主体工程由3部份组成——分水鱼嘴、宝瓶口和飞沙堰。

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在这3个部份中，分水鱼嘴起到的作用最为症结。如上图所示，分水鱼嘴将岷江分红了图上所示的“内江”和“外江”两条江。内江和外江的江面宽度其实不同样，外江要宽些，内江要窄些。

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这样一来在丰水期如洪水时节降临时，因为此时水位高，更多的江水将从江面更为开阔的外江排出，据测算这个比例大约在60%摆布。
至于剩下的40%江水则是进入内江，内江底部有个宝瓶口，如下图所示，宝瓶口将分流一部份江水进入成都平原进行灌溉。

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因为宝瓶口分了一部份江水走，所以洪水时节岷江也不至于众多，同时候走的江水还能用于灌溉农田，一箭双雕。谭教师地舆任务室综合整顿
从分水鱼嘴和宝瓶口这两个症结设施即可得知，都江堰的基本功用就是防洪和灌溉。

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如下面两张图所示，外江江面虽宽，但河床浅，内江江面窄，但河床更深。
所以在丰水期水位高时，外江分到的江水要多些，这是为了泄洪，但在枯水期水位低时，内江因为河床深分到的江水更多，以包管农田灌溉水量所需。

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按照古代对水量的视察和测算，丰水期时外江分到的水量为6成，内江为4成。
而到了枯水期，这个水量调配比例则完全反了过去，外江变成4成，内江变为了6成，因为此时内江分到的水量更多，因此枯水季时宝瓶口灌溉用水所需反而失掉了最大水平的保障。

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正由于都江堰有这类在不同时节静态调剂岷江水量的神奇作用，所以它才患了个“水旱由人”的千古佳誉。
飞沙堰到底有甚么作用？
飞沙堰是一座高出河床约2米高的矮堤坝，主体由鹅卵石笼沉入水下组成。
下图中就是鹅卵石笼，到了都江堰还能看到。

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飞沙堰的作用说究竟其实就两个——管制内江水量和排出内江沙石。
岷江水中的沙石含量虽然没法和黄河比，但一到洪水时节，江水裹挟而来的沙石也不少。
这些沙石若长时间不处置，那末它们就会梗塞内江河道，令内江河床贬低，从而致使前文所述的表里江“四六分水”机制生效。
为理解决这个“内江沙石累积”的问题，所以都江堰总体工程建筑了设施——飞沙堰。

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飞沙堰的第一个首要功用是拦水。
在枯水期时，因为岷江总体水量不大，所以要把内江分到的6成江水尽可能引入宝瓶口做灌溉用水，飞沙堰起的就是这个拦水作用。
但在进入旱季时，岷江有时分会发作特大洪水，这个状况是彻底不受人力制约的，它只和该年夏季的降雨量无关。
当泛起这类状况时，分水鱼嘴虽然还起作用，但内江水流同样会变得很大，假如内江水流量超过宝瓶口的泄激流量时，一样会形成旱灾。
这时候候飞沙堰的第二个功用便体现出来了——泄洪。

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因为飞沙堰是由鹅卵石笼沉入水底搭建而成，微小的洪水冲击力会自动将它冲垮，从而让内江河道彻底通顺，起到泄洪成果。待到洪水过来枯水季到来，人们会找到夏地利冲到上游的鹅卵石笼，扛回来后从新沉在飞沙堰的地位，让它持续承当枯水时节的拦水作用。
换言之，现代的飞沙堰实际上是个流动的堤坝，洪水来时冲垮，枯水时存在，并且制造简略、本钱昂贵。
除此以外，飞沙堰还有第三个功用——冲沙。
它利用了弯道环流原理。
都江堰的全部岷江河道都是呈蜿蜒形态，尤为是内江蜿蜒幅度更大，这样的场合，自然就是利用“弯道环流原理”进行冲沙的绝妙场地。
弯道环流原理属于流膂力学中的一个首要实践：水流在弯道内静止时会发生向心力，使下层水流指向凹岸，上层水流指向凸岸，造成一个不停旋转并总体向前静止的水流。示用意如下：

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都江堰的内江河道偏偏是一个弯道，所以江水里会发生少量旋涡暗潮。而这些旋涡行进到飞沙堰时，就会被水下的堰体拦住，在旋涡的作用下，河底沙石会被旋转水流抛到下层流水中，从而越过飞沙堰泄出。
换而言之，飞沙堰朝内江标的目的的堰体前，终年都有少量旋涡暗潮存在，虽然这些旋涡不停泛起又隐没，但它们却像兢兢业业的清道夫同样，不停清算着内江外面堆积的沙石，将沙石从飞沙堰上方经过的江水中排出。
这也是飞沙堰中“飞沙”一词的由来，极为形象。

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当初这个堰体是起初建筑的，原来的飞沙堰是沉入水底，只要2米高，江水可从上方越过。
都江堰建造之谜
分水鱼嘴、宝瓶口、飞沙堰这3个次要部份构成为了全部都江堰水利工程的主体，它自动分水、排沙、灌溉、泄洪，全部运转非但高度自动化，并且一用就是2000多年，牢靠性高到使人张口结舌，乃至明天还在起着不成代替的作用。

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以今日人类之科技，无论做出甚么机器，恐怕都无奈延续运转2000年之久，但都江堰，做到了！
事实上直到明天，人类以现有科技想要彻底复制出另外一个都江堰也是极为难题的，由于就算走遍全世界，咱们也无奈找到另外一条岷江、另外一个和都江堰地舆特征如出一辙以及一年四季水量相似之处。

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它的胜利，只存在于灌县这里的一小截岷江，以以后中国的基建才能，也许能够不吝人力物力在另外一条江里将其彻底照搬过来，但这样一来破费太过宏大，失去了都江堰高性价比的原本意义。
但使人庆幸的是，如今的科技已彻底探究分明了都江堰的迷信神秘，虽然它无奈被彻底复制，但它的各种运转原理却能够为其余水利工程所鉴戒，用另外一种形式造福于世界各地的人民。
来源：月影里的酒、如斯这般学地舆
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